(57)【要約】【課題】強化された部品を形成する方法を提供する。【解決手段】強化された部品（１１４）を形成する方法は、外面を有する部品（１１４）の金型内に犠牲材料を形成するステップと、内面（２４）と内面（２４）の反対側に離間して配置された外面（２２）とを有するインサート（１８）を、強化インサート（１８）内面（２４）が金型外面に当接するように配置するステップと、前記露出した金型外面および露出した強化インサート（１８）外面（２２）の上に金属層（１３０）を電着することによって部品を形成するステップと、部品（１１４）を画定するために犠牲材料を除去するステップと、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化された部品（１４，１１４，２１４，３１４）を形成する方法（４００）であって、前記方法（４００）は、
外面（２０）を有する前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）の金型（１２）内に犠牲材料（１６、２１６、３１６）を提供するステップ（４１０）と、
内面（２４）と前記内面（２４）の反対側に前記内面（２４）から離間して配置された外面（２２）とを有する強化インサート（１８，２１８，３１８）を、前記強化インサート（１８，２１８，３１８）内面（２４）が前記金型（１２）外面（２０）に当接するように配置するステップ（４２０）と、
前記露出した金型（１２）外面（２０）および前記露出した強化インサート（１８，２１８，３１８）外面（２２）の上に金属層（１３０，２３０，３３０）を電着することによって前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）を形成するステップ（４３０）と、
前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）を画定するために前記犠牲材料（１６、２１６、３１６）を除去するステップ（４４０）と、
を含む方法（４００）。
【請求項２】
前記強化インサート（１８，２１８，３１８）を配置する前に前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）の高応力領域（２６，２２６，３２６）を特定するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法（４００）。
【請求項３】
前記高応力領域（２６，２２６，３２６）を特定するステップは、前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）の非高応力部分と比較してより高い応力を受ける前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）の少なくとも一部を特定するステップを含む、請求項２に記載の方法（４００）。
【請求項４】
前記強化インサート（１８，２１８，３１８）を配置するステップ（４２０）は、前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）の高応力領域（２６，２２６，３２６）において前記金型（１２）に対して前記強化インサート（１８，２１８，３１８）を配置するステップ（４２０）を含む、請求項３に記載の方法（４００）。
【請求項５】
前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）は、強化インサート（１８，２１８，３１８）のない部品（１４，１１４，２１４，３１４）と比較して、振動、応力、または熱サイクルのうちの少なくとも１つに起因する故障に対して抵抗するのにより適する、請求項４に記載の方法（４００）。
【請求項６】
前記強化インサート（１８，２１８，３１８）は、金属強化インサートである、請求項１に記載の方法（４００）。
【請求項７】
前記犠牲材料（１６、２１６、３１６）を前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）の金型（１２）内に提供する前記ステップは、前記犠牲材料（１６、２１６、３１６）をＴ継手（１５，１１５）またはエルボー（３１５）の少なくとも一方の金型（１２）内に形成するステップ（４３０）を含む、請求項１に記載の方法（４００）。
【請求項８】
前記強化インサート（１８）は、傾斜した、または混合された、または半径方向のインサート縁部（３６）のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記金属層（１３０）の前記電着は、前記強化インサート（１８）の第２の厚さよりも小さい第１の厚さを有する層を形成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
電鋳された部品（１４，１１４，２１４，３１４）であって、
第１の外面を有するベースと、
第１の内面と前記第１の内面の反対側に前記第１の内面から離間して配置された第２の外面とを有する金属強化インサート（１８，２１８，３１８）であって、前記第１の内面が前記第１の外面に当接する、金属強化インサート（１８，２１８，３１８）と、
第２の内面と前記第２の内面の反対側に前記第２の内面から離間して配置された第３の外面とを有する電鋳金属層（１３０，２３０，３３０）であって、前記第２の内面が前記第２の外面および前記第１の外面の少なくとも一部に当接する、電鋳金属層（１３０，２３０，３３０）と、
を含む電鋳された部品（１４，１１４，２１４，３１４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強化された部品を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機に使用される現代のエンジンは、流体供給源から流体供給先への流れを提供する流路を含むことができる。１つの非限定的な例では、抽気システムは、エンジンの圧縮機部から加圧された抽気を受け取り、環境制御システムなどの流体下流の部品またはシステムに搬送することができる。追加の流路は、オイル、冷却剤、水、燃料などを含むがこれに限定されない流体を運搬し、移送し、または流動させるために利用することができる。航空機エンジンの例では、流路は、高圧、高温、応力、振動、熱サイクルなどに曝される可能性がある。類似のプロセスで形成された流路または他の部品は、機能環境において信頼性の高い動作を提供するように構成、設計、または配置することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０４２０８９号
【発明の概要】
【０００４】
一態様では、本開示は、強化された部品を形成する方法に関し、本方法は、外面を有する部品の金型内に犠牲材料を提供するステップと、内面と内面の反対側に内面から離間して配置された外面とを有する強化インサートを、強化インサート内面が金型外面に当接するように配置するステップと、露出した金型外面および露出した強化インサート外面の上に金属層を電着することによって部品を形成するステップと、部品を画定するために犠牲材料を除去するステップと、を含む。
【０００５】
別の態様では、本開示は、航空機抽気システムのための流体導管を形成する方法に関し、本方法は、外面を有する流体導管の金型内に犠牲材料を提供するステップと、非高応力領域と比較して航空機運航中により高い応力を受けることが予め特定された高応力領域において金型に対して強化金属インサートを配置するステップであって、金属インサートは、内面と内面の反対側に内面から離間して配置された外面とを有し、内面と外面との間の距離が第１の厚さを画定し、強化インサート内面が金型外面に当接する、ステップと、露出した金型外面および露出した強化インサート外面の上に金属層を電鋳することによって流体導管を形成するステップであって、電鋳された金属層は第２の厚さを有する、ステップと、流体導管から犠牲材料を除去するステップと、を含む。第２の厚さは、第１の厚さよりも薄い。
【０００６】
さらに別の態様では、本開示は電鋳された部品に関し、電鋳された部品は、第１の外面を有するベースと、第１の内面と第１の内面の反対側に第１の内面から離間して配置された第２の外面とを有する金属強化インサートであって、第１の内面が第１の外面に当接する、金属強化インサートと、第２の内面と第２の内面の反対側に第２の内面から離間して配置された第３の外面とを有する電鋳金属層であって、第２の内面が第２の外面および第１の外面の少なくとも一部に当接する、電鋳金属層と、を含む。
【０００７】
図面の説明は、以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本明細書に記載の様々な態様による、部分的に形成された流体導管の部品のための鋳造物および強化インサートの分解斜視図である。
【図２】本明細書に記載の様々な態様による、図１の部分的に形成された流体導管の強化された部品の斜視図であり、強化インサートの概略的な輪郭を点線で示す。
【図３】本明細書に記載の様々な態様による、完全に形成された流体導管の強化された部品の斜視図であり、強化インサートの概略的な輪郭を点線で示す。
【図４】本明細書に記載の様々な態様による、図３の線ＩＶ−ＩＶに沿った、強化された部品の概略的な断面図である。
【図５】本明細書に記載の様々な態様による、直管の形態の別の強化された部品の斜視図であり、強化インサートの概略的な輪郭を点線で示す。
【図６】本明細書に記載の様々な態様による、図５の線ＶＩ−ＶＩに沿った、強化された部品の概略的な断面図である。
【図７】本明細書に記載の様々な態様による、エルボーの形態の別の強化された部品の斜視図であり、強化インサートの概略的な輪郭を点線で示す。
【図８】本明細書に記載の様々な態様による発熱モジュールを冷却するための方法を示すフローチャート図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
特殊な環境または設備では、特定の要件に基づいて、部品、壁、導管、流路などを構成、配置、調整または選択することができる。特定の要件に対する非限定的な態様は、幾何学的構成、空間または体積の考慮、重量の考慮、または動作環境の考慮を含むことができる。動作環境の考慮の非限定的な態様は、温度、高度、圧力、振動、熱サイクルなどをさらに含むことができる。
【００１０】
特殊な用途の１つの非限定的な例では、一組の流体導管を航空機の抽気システムで使用するために調整することができる。抽気システムは、例えば、エンジン、タービン、または航空機外部の環境から下流の要素への空気流のための流路を供給または提供することができる。下流要素の非限定的な例は、要素、システム、または気流利用部品を加熱、冷却、または加圧するために空気流を利用することができる。抽気システムの流体導管は、本明細書に記載するものなどの動作環境の考慮事項に曝される可能性がさらにある。
【００１１】
本開示の態様は、航空機の抽気システム用の閉鎖された流体導管を参照して記載されているが、環境または設置場所に関係なく、任意の部品、壁、導管、通路などで実施することができる。しかし、本開示は、他の移動体用途、ならびに非移動体の工業用途、商業用途、および住宅用途などの非航空機用途で一般的に適用できることが理解されよう。
【００１２】
「一組の」種々の要素が説明されるが、「一組」は、ただ１つの要素を含む、任意の数のそれぞれの要素を含んでもよいことが理解されよう。「近位」または「近位に」という用語を単独で、または他の用語または要素と組み合わせて使用することは、別の部品と比較して参照点または要素に比較的近い部品を指す。
【００１３】
方向についてのあらゆる言及（例えば、半径方向、軸方向、上部、下部、上方、下方、左、右、横、前、後ろ、最上部、最下部、上、下、垂直、水平、時計方向、反時計方向）は、あくまでも読み手による本開示の理解を助けるための識別の目的で使用されているにすぎず、とりわけ本開示の位置、向き、および使用に関して、限定を生じさせるものではない。接続についての言及（例えば、取り付ける、結合する、連結する、接合する）は広義に解釈されるべきであり、特に断らない限り、要素の集合間の中間部材および要素間の相対運動を含むことができる。したがって、接続についての言及は、必ずしも２つの要素が直接的に接続されて互いに固定された関係にあることを意味しない。
【００１４】
本明細書で使用される場合、「継手」は、限定するものではないが、相互に整列した部品の接続、または互いに相対角度での部品の接続を含む、近接部品間の任意の接続または結合を指すことができる。また、本明細書で使用する「犠牲」とは、除去することができる要素、部品または材料組成物を指すことができる。「犠牲」要素の非限定的な例は、ワックスもしくはプラスチックなどの溶融可能な組成物または溶解可能な組成物を含むことができる。この意味において、「犠牲」要素は、加熱要素に暴露された場合に溶融することによって、または溶解組成物に暴露された場合に溶解することによって、除去することができる。機械的分解または物理的除去要素または下位要素などの、犠牲要素除去の追加的または代替的な非限定的な態様を含むことができる。例示される図面は、あくまでも説明を目的とするものであり、添付の図面に反映される寸法、位置、順序、および相対サイズは、様々に変更可能である。
【００１５】
図１は、部分的に形成された流体導管アセンブリ１０の斜視図を示す。部分的に形成された流体導管アセンブリ１０は、一組の個別のまたは連続した導管金型１２を含むことができ、導管金型１２は、抽気システム流体導管の一部などの、所望の構成の形態または形状で配置、構成、組立などされた一組のまたは一連の犠牲要素または鋳造要素１６を含む。犠牲要素１６は、外面２０を含むことができる。犠牲要素１６の少なくとも部分集合は、壁、ハウジング、またはＴ継手１５もしくはＴ継手アセンブリとして示される継手などの接続された要素間の所望の接合位置などの部品１４を少なくとも部分的に形成するように鋳造することができる。本明細書で使用される「Ｔ継手」は、導管金型１２または部分的に形成された流体導管アセンブリ１０のアーム、流路、導管、またはセグメントを接合する「Ｔ」字形状の構成を示す。
【００１６】
部分的に形成された流体導管アセンブリ１０、部品１４、またはＴ継手１５の態様はまた、内面２４と、内面２４の反対側に内面２４から離間して配置された外面２２と、を有する強化インサート１８を含むことができる。強化インサート１８の非限定的な態様は、例えば、強度、剛性、信頼性、弾力性などを提供するための金属組成物を含むことができる。強化インサート１８の組成物の非限定的な例は、ニッケルおよびニッケル合金、鉄および鉄合金、アルミニウム、チタン、インコネルおよびインコネル合金など、あるいはこれらの組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。１つの非限定的な態様では、「強度」の増加は、インサート１８の材料硬度の対応する増加に関連してもよく、またはこれに関連付けられてもよい。強化インサート１８は、犠牲鋳造要素１６、一組の導管金型１２、または部分的に形成された流体導管アセンブリ１０、部品１４、またはＴ継手１５の少なくとも１つに対して配置、位置決め、構成または配列することができる。１つの非限定的な例では、強化インサート１８の内面２４の少なくとも一部は、犠牲要素１６の外面２０の少なくとも一部に当接することができる。強化インサート１８は、内面２４全体が犠牲要素１６の外面２０に当接するように、輪郭形成、成形、キー止め、構成などすることができる。強化インサート１８は、離間して配置されたまたは対向するインサート端部３６を含むことができる。非限定的な例では、インサート端部３６は直線縁部を含むことができる。
【００１７】
部分的に形成された流体導管アセンブリ１０、部品１４、またはＴ継手１５の態様を含めることができ、強化インサート１８は、部分的に形成された流体導管アセンブリ１０、部品１４、またはＴ継手１５の予め特定された高応力領域２６に対して配置され、またはその近傍に配置することができる。
【００１８】
図１の部分的に形成された流体導管アセンブリ１０は、電着プロセスによって金属層に覆われ、包含され、または包まれ得る。本明細書で使用される場合、「電着」は、別の基板またはベース上に金属層を構築、形成、成長または形成するための任意のプロセスを含むことができる。電着の非限定的な例は、電鋳、無電解フォーミング、電気めっき、またはこれらの組み合わせを含むことができる。本開示の残りの部分は電鋳に向けられているが、任意のおよびすべての電着プロセスも同様に適用可能である。電鋳プロセスの１つの非限定的な例では、図１の部分的に形成された流体導管アセンブリ１０は、電解液に浸漬され、帯電され得る。部分的に形成された流体導管アセンブリ１０の電荷は、電解液を介して反対に帯電した電鋳材料を引き付けることができる。電鋳材料の部分的に形成された流体導管アセンブリ１０への引き付けは、最終的に、部分的に形成された流体導管アセンブリ１０の露出された表面上に電鋳材料を堆積させ、外部金属層を生成する。したがって、電鋳プロセスを利用して、部分的に形成された流体導管アセンブリ１０の部品１４、Ｔ継手１５、高応力領域２６のうちの少なくとも一部を、一組の犠牲要素１６の露出した外面２０、強化要素１８の外面２２、またはこれらの組み合わせの上の金属層によって形成することができる。
【００１９】
非限定的な一例では、電鋳材料は、ニッケルおよびニッケル合金、鉄および鉄合金、アルミニウム、チタン、インコネルおよびインコネル合金など、あるいはこれらの組み合わせを含むことができる。別の非限定的な例では、部分的に形成された流体導管アセンブリ１０の露出された表面２０、２２の少なくとも一部は、電鋳プロセスの前に金属化層を含むことができる。
【００２０】
図２は、本開示の別の態様による、電鋳された金属層１３０を有する、部分的に形成された流体導管アセンブリ１１０、部品１１４、またはＴ継手１１５を示す。部分的に形成された流体導管アセンブリ１１０は、部分的に形成された流体導管アセンブリ１０と同様であり、したがって、同様の部品は１００だけ増加した同様の符号で識別され、部分的に形成された流体導管アセンブリ１０の同様の部分の説明は、特に断らない限り、部分的に形成された流体導管アセンブリ１１０に適用されることが理解される。１つの違いは、電鋳された金属層１３０が、部分的に形成された流体導管アセンブリ１１０の「形成」の少なくとも一部を含むことができることである。図２は、理解を容易にするために、犠牲要素１６および強化インサート１８の態様を点線の輪郭でさらに示す。図示するように、少なくとも強化インサート１８は、電鋳プロセスによって、部分的に形成された流体導管アセンブリ１１０、高応力領域２６、部品１１４またはＴ継手１１５または電鋳された金属層１３０に対して固定することができる。
【００２１】
図３は、完全に形成された流体導管アセンブリ１１１（以下、「流体導管アセンブリ」）および強化インサート１８の点線の輪郭を示す。流体導管アセンブリ１１１の形成後に、本明細書で説明するように、一組の犠牲要素１６を、上述したように、「犠牲にする」すなわち除去することができる。したがって、流体導管アセンブリ１１１の態様は、強化インサート１８および電鋳された金属層１３０のみを含むことができる。
【００２２】
図４は、図３の高応力領域２６の概略的な断面図を示す。本明細書で使用される場合、「高応力領域」２６は、部分的に形成された流体導管アセンブリ１０の非高応力部分と比較して、より高いストレスを受けることが予想され、そのように設計され、またはそのように意図された領域、界面、要素間の継手１４、または部分的に形成された流体導管アセンブリ１０の一部を指すことができる。例えば、高応力領域２６は、部分的に形成された流体導管アセンブリ１０の幾何学的構成、またはそれへの接続の結果であり得る。応力の非限定的な例は、振動、トルク、圧力、熱サイクルなどを含むことができ、部分的に形成された流体導管アセンブリ１０の動作環境に少なくとも部分的に基づくことができる。応力は、高応力領域２６、継手１４、または部分的に形成された流体導管アセンブリ１０に影響を及ぼし、例えば部品の故障、疲労、変形、損傷などをもたらす可能性がある。この応力は、流体導管アセンブリ１０の動作中に、または長い期間にわたって、瞬間的に高応力領域２６に影響を及ぼす可能性がある。この意味において、「高応力領域」２６は、受けた応力により故障するおそれがある位置または場所を含むことができる。高応力領域２６に近接してまたは高応力領域２６に対して強化インサート１８を配置することにより、高応力領域２６において受ける応力に対抗する構造的支持または完全性を提供することができる本発明の態様を含めることができる。別の言い方をすれば、強化インサート１８は、流体導管アセンブリ１０または継手１４を高応力領域２６または継手１４における故障に耐えるのにより適したものにし、またはすることができる。
【００２３】
図示するように、電鋳プロセスは、部分的に形成された流体導管アセンブリ１０の各露出表面２０、２２の上に少なくとも最小限の電鋳材料の厚さ１３２を確保するように、選択、制御、選択などすることができる。１つの非限定的な例示的な最小限の電鋳材料の厚さ１３２は、０．４０ミリメートルである。図示するように、電鋳材料の厚さ１３２は、強化インサートの厚さ１３４よりも小さくすることができる。この意味において、高応力領域２６における一次構造的支持は、電鋳された金属層１３０とは対照的に、強化インサート１８によって提供され、電鋳された金属層１３０は非高応力領域の一次構造的支持を提供することができる。したがって、電鋳材料または電鋳材料の厚さ１３２が、限定はしないが、圧力、流体の種類、流体温度など、またはこれらの組み合わせを含む、流体導管アセンブリ１１１の所望の動作態様に基づいて選択される、本開示の非限定的な態様を含めることができる。同様に、強化インサート１８または強化インサートの厚さ１３４が、本明細書に記載される同じ電鋳材料の考慮または予想される応力、またはこれらの組み合わせに基づいて選択することができる、本開示の非限定的な態様を含めることができる。
【００２４】
インサート端部３６の直線縁部界面の使用は、場合によっては、電鋳プロセス中により高い電流密度をもたらし、インサート端部３６に近接してより大きな電鋳された金属層の厚さ領域１３８を生成することができる。したがって、流体導管アセンブリ１１１、部品１４、またはＴ継手１５のすべての表面２０、２２にわたり均一な予想される電鋳された金属層１３０を確実にするように構成または選択された傾斜し、混合され、または半径方向のインサート縁部３６を含むように、インサート端部３６を構成または選択などすることができる本開示の態様を含めることができる。
【００２５】
図５は、本開示の別の態様による別の流体導管アセンブリ２１１を示す。流体導管アセンブリ２１１は、流体導管アセンブリ１１１と同様であり、したがって、同様の部品は２００だけ増加した同様の符号で識別され、部分的に形成された流体導管アセンブリ１１１の同様の部分の説明は、特に断らない限り、流体導管アセンブリ２１１に適用されることが理解される。１つの相違点は、流体導管アセンブリ２１１が直管壁２１５の形態の部品２１４を含むことである。電鋳された金属層２３０の下の点線の輪郭に概略的に示されているように、強化インサート２１８は、少なくとも部分的なリングまたは円筒、あるいは少なくとも部分的なリングまたは円筒を含むことができる。
【００２６】
図６は、図５の高応力領域２６の概略断面図を示し、理解のために、犠牲材料２１６の点線の輪郭を含んでいる。このような犠牲材料２１６は、強化インサート２１８を有する部品２１４を使用する前に除去されることが理解されよう。
【００２７】
図７は、本開示の別の態様による別の流体導管アセンブリ３１１を示す。流体導管アセンブリ３１１は、流体導管アセンブリ１１１、２１１と同様であり、したがって、同様の部品は３００だけ増加した同様の符号で識別され、部分的に形成された流体導管アセンブリ１１１、２１１の同様の部分の説明は、特に断らない限り、流体導管アセンブリ３１１に適用されることが理解される。１つの違いは、流体導管アセンブリ３１１が、エルボー３１５またはエルボー継手の形態の部品３１４を含むことである。電鋳された金属層３３０の下の点線の輪郭に概略的に示すように、強化インサート３１８は、継手３１４の延長または座屈を防止するように配置または構成することができる。
【００２８】
図８は、強化部品２１４、３１４またはアセンブリ１１１、２１１、３１１を形成する方法４００を示すフローチャートを示す。方法４００は、ステップ４１０において、外面２０を有する部品１４、２１４、３１４の金型内に犠牲材料１６、２１６、３１６を形成または提供することによって開始する。次に、方法４００は、ステップ４２０において、強化インサート１８、２１８、３１８の内面２４が犠牲材料１６、２１６、３１６の外面２０と当接するように、内面２４と内面２４の反対側に離間して配置された外面２２とを有する強化インサート１８、２１８、３１８を配置することによって継続する。次いで、方法４００は、ステップ４３０において、露出した犠牲材料１６、２１６、３１６の外面２０および露出した強化インサート１８、２１８、３１８の外面２２の上に金属層１３０、２３０、３３０を電着することによって、部品２１４、３１４を形成するステップに進む。最後に、方法４００は、ステップ４４０において、本明細書で説明するように、犠牲材料１６、２１６、３１６を部品２１４、３１４から除去するステップを含む。
【００２９】
示された順序は、説明のためのものにすぎず、記載された方法を損なうことなく、方法の部分は異なる論理的順序で進行することができ、追加のもしくは介在する部分を含めることができ、または方法の記載された部分を複数の部分に分割することができ、または方法の記載された部分を省略することができることが理解されるように、決して方法４００を限定することを意味するものではない。例えば、方法４００は、強化インサートを配置する前に、または傾斜した、混合された、または半径方向のインサート縁部の少なくとも１つを有する強化インサートを配置する前に、高応力領域２６、２２６、３２６を特定するステップを任意に含むことができる。別の非限定的な例では、方法４００は、１組のまたは一連の金属層によって部品または導管を形成するステップを含むことができる。方法４００のさらに別の非限定的な例では、電着プロセスの前に、露出された犠牲材料、強化インサート、またはこれらの組み合わせを金属化するステップを含むことができる。
【００３０】
上の図で示したものに加えて、多くの他の可能な実施形態および構成が、本開示によって企図されている。例えば、強化された継手または強化された壁などの強化された部品の非限定的な態様は、構造的強度を損なうことなく部品の総重量を軽減するために、任意の壁または電着された部品で実施することができる。本開示の態様は、強化された部品、導管、または継手を形成する方法および装置を提供する。実現可能な１つの利点は、上記の態様が、重要な継手または接合部では優れた構造的強度を有しつつ、要素の非重要領域では電着された材料または質量の総量を低減させるという点である。電着された材料または質量の総量の低減は、電着された部品の完全性を損なうことなく、構造全体の質量を低減させる。比較可能な要素または方法を上回る別の利点は、上述の態様が、電鋳された要素を強化または支持するためにろう付け、溶接またはダブリングプレートを必要とせず、重量をさらに低減することである。
【００３１】
上述した態様のさらに別の利点は、記載した電着されたプロセスを利用することによるものであり、部品の完全性のための金属層の最小厚さが成形中に予測可能であり、不必要な質量またはバルクを追加することなく、導管の完全性をさらに保証するか、またはそれを超える。上述の特徴の非限定的な態様は、電着された部品による重量を１０〜１５％低減するために利用することができる。航空機の部品を設計する際に、対処する重要な要素はサイズ、重量、および信頼性である。強化インサートを有する上述の電着された流体導管は、重量がより軽く、サイズが小さくなり、性能が向上し、完全性システムが向上する。低減された重量およびサイズは、飛行中の競争上の優位性に相関する。
【００３２】
すでに説明されていない限りにおいて、様々な実施形態の異なる特徴および構造を、所望に応じて互いに組み合わせて使用することができる。１つの特徴を実施形態のすべてにおいて示すことができるわけではないということは、それができないと解釈されるものではなく、説明を簡潔にするためにそのようにしているのである。したがって、異なる実施形態の種々の特徴を所望の通りに混合または結合して新たな実施形態を形成することが、そのような新たな実施形態が明示的に説明されているか否かにかかわらず可能である。本明細書に記載されている特徴の組み合わせまたは置換は、本開示によって包含される。
【００３３】
本明細書は、本発明を最良の態様を含めて開示するとともに、あらゆる装置またはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む本発明の実施を当業者にとって可能にするために、実施例を用いている。開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。
［実施態様１］
強化された部品（１４，１１４，２１４，３１４）を形成する方法（４００）であって、前記方法（４００）は、
外面（２０）を有する前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）の金型（１２）内に犠牲材料（１６、２１６、３１６）を提供するステップ（４１０）と、
内面（２４）と前記内面（２４）の反対側に前記内面（２４）から離間して配置された外面（２２）とを有する強化インサート（１８，２１８，３１８）を、前記強化インサート（１８，２１８，３１８）内面（２４）が前記金型（１２）外面（２０）に当接するように配置するステップ（４２０）と、
前記露出した金型（１２）外面（２０）および前記露出した強化インサート（１８，２１８，３１８）外面（２２）の上に金属層（１３０，２３０，３３０）を電着することによって前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）を形成するステップ（４３０）と、
前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）を画定するために前記犠牲材料（１６、２１６、３１６）を除去するステップ（４４０）と、
を含む方法（４００）。
［実施態様２］
前記強化インサート（１８，２１８，３１８）を配置する前に前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）の高応力領域（２６，２２６，３２６）を特定するステップをさらに含む、実施態様１に記載の方法（４００）。
［実施態様３］
前記高応力領域（２６，２２６，３２６）を特定するステップは、前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）の非高応力部分と比較してより高い応力を受ける前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）の少なくとも一部を特定するステップを含む、実施態様２に記載の方法（４００）。
［実施態様４］
前記強化インサート（１８，２１８，３１８）を配置するステップ（４２０）は、前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）の高応力領域（２６，２２６，３２６）において前記金型（１２）に対して前記強化インサート（１８，２１８，３１８）を配置するステップ（４２０）を含む、実施態様３に記載の方法（４００）。
［実施態様５］
前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）は、強化インサート（１８，２１８，３１８）のない部品（１４，１１４，２１４，３１４）と比較して、振動、応力、または熱サイクルのうちの少なくとも１つに起因する故障に対して抵抗するのにより適する、実施態様４に記載の方法（４００）。
［実施態様６］
前記強化インサート（１８，２１８，３１８）は、金属強化インサートである、実施態様１に記載の方法（４００）。
［実施態様７］
前記犠牲材料（１６、２１６、３１６）を前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）の金型（１２）内に提供する前記ステップは、前記犠牲材料（１６、２１６、３１６）をＴ継手（１５，１１５）またはエルボー（３１５）の少なくとも一方の金型（１２）内に形成するステップ（４３０）を含む、実施態様１に記載の方法（４００）。
［実施態様８］
前記強化インサート（１８，２１８，３１８）を配置する前記ステップまたは前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）を形成する前記ステップの少なくとも一方は、前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）に対して前記強化インサート（１８，２１８，３１８）を固定する、実施態様１に記載の方法（４００）。
［実施態様９］
前記強化インサート（１８，２１８，３１８）は、傾斜した、または混合された、または半径方向のインサート縁部（３６）のうちの少なくとも１つを含む、実施態様１に記載の方法（４００）。
［実施態様１０］
前記金属層（１３０，２３０，３３０）の前記電着は、前記強化インサート（１８，２１８，３１８）の第２の厚さよりも小さい第１の厚さを有する層を形成するステップ（４３０）を含む、実施態様１に記載の方法（４００）。
［実施態様１１］
前記犠牲材料（１６、２１６、３１６）を除去するステップ（４４０）は、前記犠牲材料（１６、２１６、３１６）を溶融させるステップまたは溶解させるステップの少なくとも一方を含む、実施態様１に記載の方法（４００）。
［実施態様１２］
前記金属層（１３０，２３０，３３０）の前記電着は、前記露出した金型（１２）外面（２０）および前記露出した強化インサート（１８，２１８，３１８）外面（２２）の上に少なくとも０．４０ミリメートルの厚さで前記金属層（１３０，２３０，３３０）を電鋳するステップを含む、実施態様１に記載の方法（４００）。
［実施態様１３］
電着の前に、前記強化インサート（１８，２１８，３１８）の前記露出した外面（２２）または前記露出した金型（１２）外面（２０）の少なくとも一方を金属化するステップをさらに含む、実施態様１に記載の方法（４００）。
［実施態様１４］
航空機抽気システムのための流体導管を形成する方法（４００）であって、前記方法（４００）は、
外面（２０）を有する前記流体導管の金型（１２）内に犠牲材料（１６、２１６、３１６）を提供するステップ（４１０）と、
非高応力領域と比較して航空機運航中により高い応力を受けることが予め特定された高応力領域（２６，２２６，３２６）において前記金型（１２）に対して強化金属インサートを配置するステップ（４２０）であって、前記金属インサートは、内面（２４）と前記内面（２４）の反対側に前記内面（２４）から離間して配置された外面（２２）とを有し、前記内面（２４）と前記外面（２２）との間の距離が第１の厚さを画定し、前記強化インサート（１８，２１８，３１８）内面（２４）が前記金型（１２）外面（２０）に当接する、ステップと、
前記露出した金型（１２）外面（２０）および前記露出した強化インサート（１８，２１８，３１８）外面（２２）の上に金属層（１３０，２３０，３３０）を電鋳することによって前記流体導管を形成するステップ（４３０）であって、前記電鋳された金属層（１３０，２３０，３３０）は第２の厚さを有する、ステップと、
前記流体導管から前記犠牲材料（１６、２１６、３１６）を除去するステップ（４４０）と、を含み、
前記第２の厚さは前記第１の厚さよりも小さい、
方法（４００）。
［実施態様１５］
前記強化金属インサートを配置する前に前記流体導管の高応力領域（２６，２２６，３２６）を特定するステップをさらに含む、実施態様１４に記載の方法（４００）。
［実施態様１６］
前記高応力領域（２６，２２６，３２６）を特定するステップは、前記流体導管の別の部分と比較してより高い応力を受ける前記流体導管の少なくとも一部を特定するステップを含む、実施態様１５に記載の方法（４００）。
［実施態様１７］
電鋳された部品（１４，１１４，２１４，３１４）であって、
第１の外面を有するベースと、
第１の内面と前記第１の内面の反対側に前記第１の内面から離間して配置された第２の外面とを有する金属強化インサート（１８，２１８，３１８）であって、前記第１の内面が前記第１の外面に当接する、金属強化インサート（１８，２１８，３１８）と、
第２の内面と前記第２の内面の反対側に前記第２の内面から離間して配置された第３の外面とを有する電鋳金属層（１３０，２３０，３３０）であって、前記第２の内面が前記第２の外面および前記第１の外面の少なくとも一部に当接する、電鋳金属層（１３０，２３０，３３０）と、
を含む電鋳された部品（１４，１１４，２１４，３１４）。
［実施態様１８］
前記ベースは、前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）の除去可能な犠牲鋳造物である、実施態様１７に記載の電鋳された部品（１４，１１４，２１４，３１４）。
［実施態様１９］
前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）は流路をさらに含む、実施態様１７に記載の電鋳された部品（１４，１１４，２１４，３１４）。
［実施態様２０］
前記金属強化インサート（１８，２１８，３１８）は、動作中に前記部品（１４，１１４，２１４，３１４）の別の領域と比較してより高い応力を受けることが予め特定された高応力領域（２６，２２６，３２６）に配置される、実施態様１７に記載の電鋳された部品（１４，１１４，２１４，３１４）。
【符号の説明】
【００３４】
１０  流体導管アセンブリ
１２  導管金型
１４  部品、継手
１５  Ｔ継手アセンブリ
１６  犠牲要素、犠牲鋳造要素、犠牲材料
１８  強化インサート、強化要素
２０  外面、露出表面
２２  外面、露出表面
２４  内面
２６  高応力領域
３６  インサート端部、インサート縁部
１００  流体導管アセンブリ
１１０  流体導管アセンブリ
１１１  流体導管アセンブリ
１１４  部品
１１５  Ｔ継手アセンブリ
１３０  金属層
１３２  材料の厚さ
１３４  強化インサートの厚さ
１３８  金属層の厚さ領域
２１１  流体導管アセンブリ
２１４  部品
２１５  壁
２１６  犠牲要素、犠牲材料
２１８  強化インサート
２２６  高応力領域
２３０  金属層
３１１  流体導管アセンブリ
３１４  部品、継手
３１５  エルボー
３１６  犠牲材料
３１８  強化インサート
３２６  高応力領域
３３０  金属層
４００  方法
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2018189235.tif 000008
【図７】
2018189235.tif 000009
【図８】
2018189235.tif 000010
【外国語明細書】
2018189235000001.pdf