(57)【要約】  本発明は、複合材料構成要素を製造するように使用されることが意図される、成形された充填ロービング（２）を付着させるための設備（１）に係わり、この設備は、結合剤とセラミック又は炭素の充填剤とを具備する、複合物（１６）を含浸させた繊維ロービングを供給するための装置（１０）と、少なくとも１つの多孔性表面（２４）により画定される、結合剤の成形及び排出のためのダイ（２０）であって、ダイが、入口部位と出口部位との間に進展部位を有しており、入口部位が出口部位より大きい、ダイ（２０）と、成形されたロービングが付着されるべきものであって且つダイ出口と連絡する、支持体（３０；５０）と、ロービングを供給装置からダイを介して更に支持体に搬送するように構成された第１の搬送装置と、を少なくとも具備する。本発明はまた、その様な設備を作動させる方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合材料構成要素の製造において使用するための成形された充填ロービング（２）を付着させるための設備（１）であって、前記設備は、少なくとも、
結合剤とセラミック又は炭素の充填剤とを具備する、複合物（１６）を含浸させた繊維ロービングを供給するための装置（１０）と、
少なくとも１つの多孔性表面（２４）により画定される、前記結合剤の成形及び排出のためのダイ（２０）であって、前記ダイが、入口部位と出口部位との間に進展部位を有しており、前記入口部位が前記出口部位より大きい、ダイ（２０）と、
前記成形されたロービングが付着されるべきものであって且つ前記ダイの出口に連絡する、支持体（３０；５０）と、
前記ロービングを前記供給するための装置から前記ダイを介して更に前記支持体に輸送するように構成された第１の搬送装置とを具備することを特徴とする設備。
【請求項２】
前記多孔性表面（２４）は、前記セラミック又は炭素の充填剤のサイズよりも厳密には小さい細孔サイズを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の設備。
【請求項３】
前記ロービング（２）と前記多孔性表面（２４）との間で多孔性フィルム（２７）を循環させるように構成された、第２の搬送装置（２８）を更に具備する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の設備。
【請求項４】
前記多孔性フィルムが、前記セラミック又は炭素の充填剤のサイズよりも厳密には大きい細孔サイズを有する、ことを特徴とする請求項３に記載の設備。
【請求項５】
前記多孔性表面（２４）に連絡するポンプ装置を更に具備する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の設備。
【請求項６】
前記ダイの出口に連絡していて且つ前記成形されたロービング（２）を前記支持体（５０）上に付着させるように構成された、供給ヘッド（４０）を更に具備する、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の設備。
【請求項７】
前記供給ヘッド（４０）は、自動繊維配置のための供給ヘッドである、ことを特徴とする請求項６に記載の設備。
【請求項８】
前記支持体（３０）が、前記成形されたロービング（２）のための格納ロールを構成する、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の設備。
【請求項９】
前記多孔性表面（２４）は、前記ダイ（２０）内の前記ロービング（２）の搬送方向に対して横方向に移動可能である、ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の設備。
【請求項１０】
前記設備は、ダイ加熱装置を更に具備する、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の設備。
【請求項１１】
前記ダイは、お互いに対面する２つの多孔性表面（２４）を具備する、ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の設備。
【請求項１２】
複合材料構成要素の製造するための方法において、前記方法が、
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の前記設備（１）を使用して成形された、１つ以上のロービング（２）から、前記セラミック又は炭素の充填剤を具備する、繊維状プリフォームを形成するステップと、
前記セラミック又は炭素の充填剤から前記繊維状プリフォームの多孔性のマトリックスを形成するステップと、を少なくとも具備することを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記マトリックスは、前記セラミック又は炭素の充填剤を焼結することにより形成される、ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
各ロービングは、その成形中に前記ダイ（２）を介して段階的に進行する、ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材料構成要素を製造するように使用されることが意図される、成形された充填ロービングを付着させるための設備の一般的な分野に関する。本発明はまた、その様な設備を使用して複合材料構成要素を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
予め含浸された繊維強化層の形態においてドレープする（緩やかにかける）ことにより複合材料構成要素を製造することが知られている。現在の幾つかの技法において、ドレープは、操作者により手動で行われる。これらの技術は、構成要素の製造費用を比較的高く増加し得るものであり、更に層の配置における不具合の危険性に繋がり得る。これにより、得られる構成要素の機械的性能において一定のばらつきをもたらし、その機械的特性を改善可能な構成要素をもたらす。
【０００３】
自動繊維配置（ＡＦＰ）等の別の解決案が、開発されている。この機械化された技術は、複合材料構成要素の製造費用を削減するために重要である。従来技術において、繊維層が表面上にドレープされて、得られるべき構成要素のプリフォーム（予備成形体）が得られ、次に、セラミック又は炭素粒子を具備する、スリップ（泥しょう）が、ドレープされたプリフォームの多孔性に注入され、最後に粒子が焼結されて、マトリックス（網状母体）を形成する。
【発明の概要】
【０００４】
効果的ではあるが、その様な方法の時間及び費用は、更に削減可能である。この目的のために、本発明は、第１の形態によれば、複合材料構成要素の製造のために使用するように意図される、成形された充填ロービングを付着させるための設備を提供しており、この設備は、
結合剤とセラミック又は炭素の充填剤とを具備する、複合物を含浸させた繊維ロービングを供給するための装置と、
少なくとも１つの多孔性表面により画定される、結合剤の成形及び排出のためのダイであって、ダイが、入口部位と出口部位との間に進展部位を有しており、入口部位が出口部位より大きい、ダイと、
成形されたロービングが付着されるべきものであって且つダイ出口に連絡する、支持体と、
ロービングを供給装置からダイを介して更に支持体に輸送するように構成された第１の搬送装置と、を少なくとも具備する。
【０００５】
「ロービング」とは、お互いに対して実質的に平行に走っていて且つ共に接合されて不織ウェブを形成する、繊維又はフィラメントのアセンブリを意味する。入口又は出口の断面は、紡糸口金の入口又は出口開口部により画定される、領域である。
【０００６】
その様な設備により、ＡＦＰ技術を使用する製造方法で使用可能な成形された充填ロービング、即ち、結合剤と充填剤とを具備していて且つ所定の寸法を有する、複合物が含浸されたロービング、を製造することが可能になる。従って、本発明による設備の結合剤成形及び排出ダイは、ロービングにおけるより高い充填剤の割合を得るために、結合剤の一部を除去して且つロービング内に充填剤を捕捉しながら、ロービングを所定のサイズ（寸法）に圧延（カレンダ）加工することを可能にする。充填剤の割合は、多孔性表面を介する濾過作用により充填剤を逃がすことを可能にすることなく、結合剤の一部を排出することにより、ロービングが占める体積を減少させることにより増大する。
【０００７】
その様な設備のおかげで、ロービング内の充填剤の割合を十分に増大させることにより、スリップ注入ステップを実行すること、又はより一般的には、付着したロービングの多孔に追加の充填剤を導入してプリフォームを形成することは、もはや必要ない。言い換えれば、設備が可能にする限り、ロービング内の充填剤の割合を増大させることにより、そして除去可能な（例えば熱の影響下で）結合剤を使用することにより、設備から出るロービングのドレープにより構成されるプリフォームを直接焼結することが可能であり、更にプリフォーム内に充填剤を導入するステップを最初に実行する必要なしに、所望の多孔性を得ることが可能である。
【０００８】
一般的に、多孔性表面の細孔サイズは、ロービング内に充填剤を捕捉しながら、結合剤を確実に排出するように選択する必要がある。多孔性表面の細孔サイズは、充填剤のサイズより厳密には小さくてもよい。一例において、多孔の細孔サイズＤ９０は、充填剤サイズＤ１０より厳密には小さくてもよい。例えば、細孔サイズＤ９０は、１０μｍ以下、又は５μｍ以下、又は０．３μｍ以下であってもよい。多孔性表面の細孔サイズは、充填剤のサイズよりも小さい必要はないことに注意されたい。実際には、充填剤は一般的に、充填剤のサイズよりも大きい多孔を部分的に塞ぐので、従って、有効な細孔サイズを減少させて、そしてなお濾過機能を提供する。
【０００９】
例示的な実施の形態において、多孔性表面の材料は、結合剤の排出を確保するように開放多孔性を有する、多孔性材料であり得る。多孔性材料は、例えば、セラミック粉末の部分的焼結により得られることができるナノ多孔性セラミック材料、セラミック又は金属発泡体又は微多孔性有機材料、等の微多孔性又はナノ多孔性であり得る。
【００１０】
例示的な実施の形態において、設備はまた、ロービングと多孔性表面との間において多孔性フィルム（薄膜）を循環させるように構成された、第２の搬送装置を具備してもよく、多孔性フィルムは、充填剤のサイズよりも厳密には大きい細孔サイズを有する。このフィルムは、複合物に対して浸透性である一方で、ダイを介するロービングの搬送を容易にする。例えば、多孔性フィルムの細孔サイズＤ５０は、充填剤の径Ｄ５０の少なくとも２倍であり得る。
【００１１】
例示的な実施の形態において、設備は、多孔性表面に連絡するポンプ装置を更に具備してもよい。例えば、ポンプ装置は、多孔性表面の各々に接続する、ポンプを具備してもよい。ポンプ装置の存在は、ロービングをダイのみを介して搬送することが十分に効率的でない場合に、結合剤の排出を改善可能である。
【００１２】
例示的な実施の形態において、設備は、ダイのための加熱装置を具備する。この装置は、ダイを通過するロービングを加熱する。従って、装置は、例えば、結合剤を軟化又は液化するように、結合剤の粘度を調整して、排出を容易にすることを可能にする。
【００１３】
例示的な実施の形態において、設備は、ダイ出口に連絡していて且つ基部上に成形されたロービングを付着させるように構成された、供給ヘッドを更に具備してもよい。
【００１４】
例示的な実施の形態において、供給ヘッドは、自動繊維配置のための、即ち、ＡＦＰ技術の実施のための、供給ヘッドであり得る。簡潔にするために、以下では、自動繊維配置技術をＡＦＰ技法と呼ぶ。
【００１５】
例示的な実施の形態において、支持体は、成形されたロービングの格納ロール（巻取り車）を構成可能である。場合によっては、設備が、格納ロールに連絡するプラスチックフィルム供給装置を追加的に具備して、格納ロールに巻き付けられたロービングの層をプラスチックフィルムにより分離して更にプラスチックフィルムのその後の分離により、ロービングをより容易に巻きを解き外すことを可能にすることが有利であってもよい。
【００１６】
例示的な実施の形態において、多孔性表面は、ダイを介してロービングを搬送する方向に対して横方向に移動可能である。この有利な配置により、多孔性表面がダイ内のロービングを圧縮して、結合剤の排出を改善することを可能にする。
【００１７】
例示的な実施の形態において、ダイは、お互いに対面する２つの多孔性表面により構成可能である。
【００１８】
最後に、第２の形態によれば、本発明は、複合材料構成要素の製造方法に係わり、この方法は、
上記の設備を使用して形成された１つ以上のロービングから、セラミック又は炭素の充填剤を具備する、繊維状プリフォームを形成するステップと、
セラミック又は炭素の充填剤から繊維状プリフォームの多孔性のマトリックスを形成するステップと、を少なくとも具備する。
【００１９】
例示的な実施の形態において、マトリックスは、充填剤を焼結することにより形成可能である。焼結ステップ中に、結合剤は除去可能であり、従って一時的結合剤を形成する。その様な配置により、マトリックスは、単一の焼結熱処理ステップにおいて、得ることができる。
【００２０】
例示的な実施の形態において、ロービングは、成形中にダイを介して段階的に進行可能である。多孔性表面は、ロービングを圧縮して、２つの連続する進行の間に結合剤を排出するために、ロービングをダイ内において搬送する方向に対して横方向に移動可能であることが有利である。
【００２１】
本発明の別の特徴及び利点は、非限定的な例示的な実施の形態を示す、添付の図面を参照して、以下に与えられる説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態による設備を示す、図式的な断面図である。
【図２】図２は、ＡＦＰ技術により、ロービングを付着させて繊維構造を形成するように使用することができる、供給ヘッドを示す図式的な断面図である。
【図３】図３は、本発明による複合材料構成要素を製造するための方法の様々なステップを示す、フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の実施の形態による設備１を示す。設備１は、充填され且つ成形されたロービング２を付着させるように使用されることが意図されており、ロービング２自体は、複合材料構成要素を製造するように使用されることが意図される。ここに示される例において、ロービング２は、搬送方向に対応する矢印４により示される方向において設備１内を移動する。
【００２４】
設備１は、ロービング２の搬送方向において上流から下流に向かって、結合剤とセラミック又は炭素の充填剤とを具備する、複合物を含浸させた繊維ロービング用の供給装置１０と、供給装置１０により供給された結合剤を成形及び排出するためのダイ２０と、ダイ２０の出口に連絡する支持体を構成するロール（巻取り車）３０と、を具備する。
【００２５】
供給装置１０は、ここでは、まだ乾燥しているロービング２を格納することができるローラー（回転体）１１を具備する。一対の逆回転ローラー１２は、含浸の前にロービング２を所定のサイズ（寸法）に駆動するように構成される。図示の例において、供給装置１０は、乾燥ロービング２がタンクに介して入る入口開口部１４と、含浸ロービング２が出ることができる出口開口部１５と、を有するタンク１３を更に具備する。タンク１３は、結合剤と、セラミック又は炭素の充填剤と、を具備する複合物１６を含む。タンク１３は、複合物１６を均質化するための手段（図示せず）、例えば攪拌装置を、更に具備してもよい。タンク１３の内部において、ロービングは、含浸のために複合物１６に浸される。ロービングを含浸させる別の手段が、もちろん考えられ得る。乾燥ロービング２は、ロービング２を構成するフィラメント内部への複合物のより良好な含浸を可能にするために、タンク１３に入る前に、延伸可能であり、更に少なくとも部分的に高密度化可能である。
【００２６】
結合剤とセラミック又は炭素の充填剤とを具備する複合物は、２０体積％を超える、好適には３０体積％を超える、セラミック又は炭素の充填剤を具備してもよい。
【００２７】
供給装置１０は、ロービング２の含浸前に、ロービング２がダイ出口で有するであろうよりも大きい寸法（最終寸法）を、後者（ロービング２）が有するように構成できる。例えば、ロービング２が長方形の断面を有する場合に、供給装置１０におけるその幅は、その最終的な幅の１１０％〜１２０％の間であることができ、そしてその厚さｅ１は、その最終的な厚さｅ２の１１０％〜１６０％の間であることができる。含浸がより効果的になるように、ロービング２が、タンク１３に入る時に十分に換気されることが、確保できる。
【００２８】
様々な材料が、ロービング２の繊維を構成するように考えることができる。特に、ロービング２の繊維は、セラミック又は炭素繊維により製作可能である。セラミック繊維は、炭化ケイ素ＳｉＣ等の非酸化物材料の繊維、又はアルミナ、ガラス（ガラス繊維）又はムライト等の酸化物材料の繊維であってもよい。例示的な実施の形態において、使用される繊維は、日本の会社である日本カーボンにより「ニカロン」、「ハイニカロン」又は「ハイニカロン−Ｓ」として、又は会社ＵＢＥにより「チラノＳＡ３」として供給されるＳｉＣ繊維であり得る。３Ｍにより「Ｎｅｘｔｅｌ」として供給されているアルミナ繊維も使用可能である。東レ社によりトーレイカＴ３００の名称で供給されている繊維は、使用可能な炭素繊維の一例である。ロービングは、アラミド繊維（ケブラー（登録商標））等のポリマー繊維、ホウ素繊維又は炭素繊維、あるいはその様な繊維の混合物を更に具備してもよい。繊維ロービングは、少なくとも０．５６ｇ／ｍ（５０００デニール）まで、好適には、１．１ｇ／ｍ（１００００デニール）〜５．６ｇ／ｍ（５００００デニール）の間において滴定可能である。
【００２９】
セラミック充填剤は、例えば、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、（３Ａｌ２Ｏ３、２ＳｉＯ２）、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２又はこれらの材料の混合物から選択される材料を具備してもよい。セラミック又は炭素の充填剤は、好適には５μｍ以下、又はより好適には２μｍ以下、又は更により好適には１μｍ以下のサイズＤ５０を有してもよい。例えば、セラミック又は炭素の充填剤は、０．３μｍ〜１μｍとの間のサイズＤ５０を有してもよい。セラミック又は炭素の充填剤のサイズＤ１０は、０．３μｍ以下であってもよい。
【００３０】
一般的に、結合剤は、有機結合剤であり得る。結合剤は、ビチューメン、タール又は天然樹脂を具備してもよい。結合剤は、ポリアルキレンカーボネート、特にポリプロピレンカーボネート及びポリエチレンカーボネート、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）等の脂肪族コポリエステル、ポリエチレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の半芳香族コポリエステル（ＰＥＴ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、及びそれらの混合物から選択される熱可塑性タイプの一次元ポリマーであってもよい。結合剤は、例えばエポキシ族の中からの樹脂を具備する、二成分性（熱硬化性）有機結合剤であり得る。結合剤は、例えば、１００００〜５００００との間の平均分子量を有してもよい。
【００３１】
ここでは、ダイ２０は、ダイの入口２２と出口２３との間で水平方向に伸びる導管２１が中に存在するブロック（塊体）の形態をとる。ダイ２０は、ロービング２が導管２１内に存在するように構成される。この例において、導管２１は、進展する長方形断面を有する。特に、入口２２におけるその断面は、出口２３におけるその断面よりも大きい。このようにして、ダイ２０は、ロービング２の厚さを厚さｅ１から最終厚さｅ２に変化させる。ダイ２０の導管２１は、一方では垂直面（図１では見えない）により側面において区切られており、もう一方では多孔性表面２４により垂直方向において区切られる。図示の例において、多孔性表面は、平坦であり、水平面に対して傾斜する。この例において、ロービング２は、その幅に対して減少された厚さを有しており、従って、多孔性表面２４は、垂直表面よりも大きい表面積を有する。
【００３２】
多孔性表面２４は、例えば、Ｐｏｒｅｘ（登録商標）の微多孔性又はナノ多孔性材料等の多孔性材料２５のブロック、セラミック粉末の部分的焼結により得られた微多孔性セラミック材料のブロック、セラミック又は金属発泡体のブロック、又は微多孔性有機材料のブロック、の表面であり得る。多孔性表面の各々は、１０％以上、例えば１０％〜４０％の間の気孔率（開気孔率）を有してもよい。多孔性材料２５の細孔サイズは、セラミック又は炭素の充填剤のサイズより厳密には小さく選択することができ、例えば、細孔サイズＤ９０は、セラミック又は炭素の充填剤の細孔サイズＤ１０より厳密には小さい。一般的に、多孔性材料２５の細孔サイズにより充填剤がロービング２内に集められることを可能にして、充填剤が漏れることを防止し、更に同時に、ロービング２から結合剤を効率的に排出すことを可能にすることを確保するように注意する必要がある。
【００３３】
排出は、ロービング２をダイ内に搬送することにより簡単に実行可能であり、その搬送は、結合剤を除去することを可能にする多孔性表面２４に圧力を生成する。しかしながら、結合剤の排出を改善するために、特に結合剤が結合剤内に高粘度又は高レベルのセラミック又は炭素の充填剤を有する場合に、ダイの排出出口２６に接続するポンプ装置（図１の矢印）、即ちポンプ等、を使用することが有利であってもよい。結合剤を加熱してその粘度を低下させ、多孔性表面２４を介するその排出を改善するために、加熱装置（図示せず）は、例えば、ダイ側面において、ダイに組み込むことができる。排出出口２６自体は、多孔性材料２５を介して多孔性表面２４に接続する。
【００３４】
もちろん、ダイの導管２１の断面の形状は、ロービング２の必要性及び所望の形状に応じて、示されるものとは異なり得る。更に、特にロービング２の厚さがその幅に関して無視可能な場合に、ダイ２０は、２つの多孔性表面２４のみを具備してもよい。
【００３５】
設備１内のロービング２の搬送は、例えばローラー１１とロール３０とローラー１２とを回転させるための手段（図示せず）を具備する、第１の搬送装置を備える。第１の搬送装置は、ロービング２が、好適には０．０１ｍ／分〜２０ｍ／分との間の、より好適には０．１〜１０ｍ／分との間の、更により好適には０．１〜２ｍ／分の間の、速度でダイ２０を通り移動するように構成可能である。特に、供給装置１０における含浸が正しく行われて、ダイ２０における排出が実施可能であるように、搬送速度は、十分に低く選択される。搬送が、連続的又は代替的に半連続的であり得ることが留意されるべきである。例えば、半連続的な場合において、ロービング２は、ダイを介して段階的に進行してもよく、そして多孔性表面２４は、ロービング２の２つの連続する進行の間においてロービング２を圧縮するように、各々から独立して垂直に（即ち、ダイを介してロービング２の搬送方向に対して横方向に）移動してもよい。
【００３６】
ロービング２のダイ２０への搬送を容易にするために、例えば、ロービング２をダイ２０内に付随させる一対の移動する多孔性フィルム２７を具備する、第２の搬送装置を使用することが有利であってもよく、各多孔性フィルム２７は、ダイ２０の上流及び下流に配置されたローラー２８により駆動される。各多孔性フィルム２７は、多孔性表面２４とロービング２との間に配置され、多孔性表面２４及びロービング２と接触する。多孔性フィルム２７は、結合剤及び充填剤が横切るように構成され、ダイを介するロービング２の搬送を容易にする役割を有する。従って、多孔性フィルム２７の細孔サイズは、ロービング２に含浸する充填剤のサイズよりも大きいものであり得る。例えば、多孔性フィルム２７の細孔サイズＤ９０は、セラミック又は炭素の充填剤の細孔サイズＤ１０より厳密には大きいものであり得る。多孔性フィルム２７の送り速度は、設備内のロービング２の搬送速度と同じものであり得る。図示されない変形例において、設備１は、多孔性フィルム２７を備えないので、ロービング２は、ダイ２０の多孔性表面２４と接触する。
【００３７】
図示の設備において、ダイ２０を出るロービング２は、ここでは格納ロール３０からなる支持体上に格納される。支持体３０上に巻かれたロービング２の層が共に接着することを防ぎ且つ巻き出しをより容易にするために、例えばプラスチックフィルムであるフィルム３１が、ロービング２と同時に巻き付け可能である。フィルム３１は、例えば、格納ロール３０の上流のロービング２の下に配置された、ロール３２を具備するプラスチックフィルム供給装置により供給可能である。次に、ロール３０に格納されたロービング２は、以下に説明するように、供給ヘッド（頭部体）に供給するように使用可能である。これとは別に、ロービング２は、ダイ２０の出口に連絡する供給ヘッドに直接供給するように使用可能である。
【００３８】
図２は、ＡＦＰ装置の供給ヘッド４０の構造を図式的に示す。供給ヘッド４０は、上述の設備１において使用可能である。示される供給ヘッド４０の構造は、それ自体知られている。供給ヘッド４０は、繊維状プリフォームを製造するように、結合剤とセラミック又は炭素の充填剤とにより含浸されたロービング２を供給される。
【００３９】
繊維状プリフォームは、支持体５０の表面Ｓ上に形成される。そのために、供給ヘッド４０には、ロービング２が供給される。ロービング２は、搬送要素４１により、表面Ｓの側部にある圧力適用要素４２に搬送される。搬送要素４１は、その間にロービング２が存在する一対の逆回転ローラー４１ａ及び４１ｂの形態である。搬送要素４１は、ロービング２を、矢印Ｆ１で示される方向において圧力適用要素４２に向かって進行させるように使用される。供給ヘッド４０がダイ２０の出口に連絡する場合に、搬送要素４１はその場合、設備１の第１の搬送装置の一部である。
【００４０】
圧力適用要素４２は、ロービング２に圧力を適用して、ロービング２を表面Ｓに付着させる。圧力適用要素４２は、ここでは、ローラーの形態である。更に、供給ヘッド４０は、圧力要素４２の近傍に配置された加熱要素４３を有してもよい。この加熱要素４３は、必要に応じて、その付着中にロービング２を加熱することを可能にして、結合剤を液化して、そして従って付着したロービングに所望の接着力を与える。
【００４１】
付着中に、表面Ｓの第１の所定の領域にロービング２を適用するために、供給ヘッド４０は、移動可能である（矢印Ｆ２）。一旦第１の領域が適用されると、供給ヘッド４０上の切断要素４４が、ロービング２を切断する。この切断後に、ロービング２の第１の部位により形成される第１の含浸繊維構造は、表面Ｓの第１の領域に付着する。最初に、第１の繊維構造を付着させる前に、熱可塑性材料の最初の層が、表面Ｓの第１の領域に付着可能であり、そして次に第１の繊維構造は、熱可塑性材料のこの層に付着可能である。この最初の熱可塑性層の付着は、選択可能である。
【００４２】
その後、搬送要素４１を作動させて供給ヘッド４０のロービング２を圧力適用要素４２に向かって進行させることにより、プリフォーム形成は継続される。ロービング２を第１の領域から離れた表面Ｓの第２の領域に付着させるために、供給ヘッド４０は移動可能である。表面Ｓの第２の区域上における、ロービング２の第２の部位により形成された第２の含浸繊維構造の付着はその後、上記のものと同様の方法で実現される。その後、プリフォームの製造は、上記と同じ方法で１つ以上の別の含浸繊維構造を付着させることにより継続される。
【００４３】
図３は、上記の設備１を作動させて複合材料構成要素を製造するための方法のステップを要約する。複合材料構成要素は、マトリックスにより高密度化された繊維強化材を具備する。
【００４４】
第１のステップ１００は、既に成形された１つ以上の含浸ロービングからセラミック又は炭素の充填剤を具備する、繊維状プリフォームを形成することにより構成される。繊維状プリフォームは、構成要素の繊維強化材を形成するように意図される。このステップは、本発明による設備１において実行可能である。ステップ１００は、幾つかのサブ（副）ステップに分解可能である。第１に、サブステップ１１０は、結合剤とセラミック又は炭素の充填剤とを具備する、複合物によりロービング２を含浸することにより構成される。このサブステップ１１０は、特に複合物が存在するタンク１６を具備する、供給装置１０に対応する設備１の部分において実行される。次に、サブステップ１２０は、ロービングを成形すること及びロービング２内に存在する結合剤を排出することにより構成される。このサブステップ１２０は、設備１のダイ２０において実行される。ダイ２０の出口において、ロービングは、それの最終寸法に近い寸法に成形されて、そしてロービング２中の充填剤濃度を高めるために、結合剤はロービング２から排出される。次に、サブステップ１３０において、成形された充填ロービング２は、支持体上に付着される。設備１の構成に応じて、ロービング２は、格納ロール３０上に付着可能であり、その後格納ロール３０を、例えば供給ヘッド４０に、供給するように使用可能である。これとは別に、ダイ２０を出たロービング２を、供給ヘッド４０に直接供給することを可能にする。いずれにしても、上記のように、供給ヘッド４０を使用するＡＦＰ技術を使用して、構成要素の繊維状プリフォームがその後、形成可能である。もちろん、ＡＦＰ以外の方法は、成形された充填ロービング２から繊維状プリフォームを形成可能である。
【００４５】
方法の第２のステップ２００は、最終的に、繊維状プリフォームの多孔に存在するセラミック又は炭素の充填剤により繊維状プリフォームの多孔性のマトリックスを形成することにより構成される。このステップは、繊維状プリフォームの焼結熱処理により簡単に構成できる。プリフォームを含浸した結合剤はその後、熱で除去可能であり、そしてプリフォーム内部の充填剤は、焼結されて、繊維状プリフォーム内部の多孔を充填し、そして最終構成要素を得る。
【００４６】
成形された充填ロービングを付着させるための本発明による設備を作動させる方法は、マトリックスの形成前に充填剤がプリフォームに導入される、ステップを省くことを可能にし、充填剤は、ロービングを付着することにより得られる、プリフォームに既に存在する。従って、本発明による方法は、従来技術の方法に比べて、実施することがより簡単且つより迅速である。
【００４７】
本開示全体を通じて、「・・・と・・・との間」という言葉は、境界を具備すると理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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