多层的碳碳复合物制造技术

在一些示例中，本公开描述了一种方法，包括通过经由三维打印系统的打印头在碳纤维层上沉积树脂或经由打印头在碳纤维层上施加CVD中的至少一种方式密实碳纤维层；以及在密实的碳纤维层上形成至少一个另外的密实的碳纤维层，其中形成至少一个另外的密实的碳纤维层包括：对于至少一个另外的层中的每个相应层，在密实的碳纤维层上添加另外的碳纤维层，以及通过在另外的碳纤维层上沉积树脂或在另外的碳纤维层上施加CVD中的至少一种方式密实另外的碳纤维层。在一些示例中，示例性方法可以用于形成密实的碳碳复合部件，诸如像密实的碳碳复合制动盘。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及碳复合材料，例如用于制动摩擦材料中的碳碳复合材料。
技术介绍
碳纤维加强碳材料（也称为碳碳复合材料）是包括在碳材料基体中加强的碳纤维的复合材料。碳碳复合部件可以用于许多高温应用中。例如，航天航空工业使用碳碳复合部件作为摩擦材料用于商业和军用飞机，诸如制动摩擦材料。
技术实现思路
描述了用于形成碳碳复合部件的设备、系统和技术，碳碳复合部件包括密实的碳纤维层。在一些示例中，本公开描述了一种用于形成密实的碳碳复合部件的方法，密实的碳碳复合部件由多个单独的密实的碳纤维层构成。密实的碳碳复合部件的单独的密实层可以在逐层的基础上形成，由于密实层中的每一个可以通过首先在之前形成的密实层上形成碳纤维层并接着例如在添加另一个碳纤维层之前使碳纤维层密实而形成。每个碳纤维层可以通过例如经由沉积树脂和/或施加化学气相沉积（CVD）的三维打印系统在添加的碳纤维层上沉积树脂和/或在添加的碳纤维层上施加CVD来密实。形成另外的单独的密实层的过程可以被重复直到碳碳复合部件具有希望的几何形状（例如厚度）并且密度通过多个单独的密实的碳纤维层生成。在一些示例中，本公开指向一种方法，通过经由三维打印系统的打印头在碳纤维层上沉积树脂或通过打印头在碳纤维层上施加CVD中的至少一种方式密实碳纤维层；以及在密实的碳纤维层上形成至少一个另外的密实的碳纤维层，其中形成至少一个另外的密实的碳纤维层包括：对于至少一个另外的层中的每个相应的层，在密实的碳纤维层上添加另外的碳纤维层并且通过在另外的碳纤维层上沉积树脂或在另外的碳纤维层上施加CVD中的至少一种方式密实另外的碳纤维层。在一些示例中，本公开指向一种碳碳复合材料，其包括多个密实的碳纤维层，多个密实的碳纤维层包括通过经由三维打印系统的打印头在第一碳纤维层上沉积树脂或经由打印头在第一碳纤维层上施加CVD中的至少一种方式而进行密实的密实的碳纤维的第一层，和沉积在密实的碳纤维的第一层上并且随后通过经由打印头在第二碳纤维层上沉积树脂或经由打印头在第二碳纤维层上施加CVD中的至少一种方式而在密实的碳纤维的第一层上进行密实的密实的碳纤维的第二层。在一些示例中，本公开指向一种系统，其包括构造为相对于工作表面沉积CVD气体或沉积树脂中至少一种的打印头；以及控制器，构造为控制相对于工作表面沉积CVD气体或沉积树脂中的至少一种以形成多个密实的碳纤维层，其中多个密实的碳纤维层中的每一层通过经由打印头在碳纤维层上沉积树脂或经由打印头在碳纤维层上沉积CVD气体中的至少一种而形成。一个或多个示例的细节在附图和下面的描述中进行阐述。本公开的其他特征、目的和优点从描述和附图以及根据权利要求是显而易见的。附图说明图1是示出示例性飞机制动组件的示意结构图。图2是示出示例性添加制造系统的示意图，其可以用于制造示例性碳碳复合部件。图3是示出根据本公开的各方面的通过在碳纤维层上施加化学气相沉积而形成碳碳复合部件的示例性技术的流程图。图4是示出了根据本公开的各方面的通过在碳纤维层上沉积树脂而形成碳碳复合部件的示例性技术的流程图。图5是示出了根据本公开的各方面的通过在碳纤维层上沉积树脂和施加化学气相沉积而形成碳碳复合部件的示例性技术的流程图。图6是示出了示例性碳碳复合部件的概念图。具体实施方式本文描述了用于形成密实的碳碳复合部件的示例性技术。在一些示例中，密实的碳碳复合部件可以用作摩擦材料，例如作为飞机制动盘。在飞机制动垫片的情况下，在一些示例中，碳碳复合部件可以采用环形圈的形式，尽管还可以使用其他形状。例如使用在航天航空应用（诸如制动垫片）中的密实的碳碳复合部件可以由碳纤维预制件形成，所述碳纤维预制件已使用多种密实技术进行密实。例如碳纤维预制件可以通过层叠由纺织或无纺碳纤维形成的织物薄片而形成，其可以随后通过化学气相浸透（CVI）或化学气相沉积（CVD）整体地进行密实而实现显示希望的最终密度的碳碳复合部件。但是这样的技术可能是缓慢的并且采取几种应用以达到希望的最终密度。附加地或替代地，预制件可以通过使用例如真空压力浸透（VPI）用液态树脂浸透整个预制件和/或跟随有树脂的碳化的树脂转移成型（RTM）进行密实。这些技术可能比CVI/CVD更快但是可能导致在整个碳碳复合部件上不均匀的密度梯度，这可能需要进一步的处理以获得希望的密度。根据本公开的一个或多个示例，碳碳复合部件可以包括多个单独的密实的碳纤维层。密实的碳碳复合部件的单个密实层可以在逐层的基础上形成，由于密实的层中的每一个可以通过首先在之前形成的密实的层上形成碳纤维层，并接着例如在添加另一个碳纤维层之前密实碳纤维层。每个碳纤维层可以通过例如经由沉积树脂和/或施加化学气相沉积（CVD）的三维打印系统在添加的碳纤维层上沉积树脂和/或在添加的碳纤维层上施加CVD而密实。形成另外的单独的密实的层的过程可以被重复直到具有希望的厚度和密度的碳碳复合部件由多个单独的密实的碳纤维层制成。本公开的示例可以提供一个或多个优点。例如，通过限制过多的碳纤维和碳基体材料而减少的材料的制造成本，以及通过一次密实单个的层而增加或设计的限定的产品的均匀性。如果以这样的方式设计，这可以赋予耐磨和止停性能以及阻止材料的氧化。图1是可以包括根据本公开的技术形成的一个或多个碳碳复合部件的示例性组件10的概念图。为了易于描述，本公开的示例将主要关于由碳碳复合部件形成的飞机制动盘进行描述。但是本公开的技术可以用于形成除了飞机制动盘以外的碳碳复合部件。例如碳碳复合部件可以用作在其他类型的制动应用中的摩擦材料，以及用于诸如像热交换器和热屏障的其他应用中。在图1的示例中，飞机制动组件10包括轮12、致动器组件14、制动叠层组件16和轴18。轮12包括轮毂20、轮外伸架凸缘22、胎圈密封胶24A和24B、长平头螺栓26和四方螺帽28。致动器组件14包括致动器壳体30、致动器壳体螺栓32和撞击件34。制动叠层组件16包括交替的转子盘36和定子盘38；转子盘36被构造成相对于定子盘38移动。转子盘36通过梁式键40安装至轮12，并且特别是安装至轮毂20。定子盘38通过花键44安装至轴18，并且特别地安装到扭矩管42。轮组件10可以支撑任何种类的私人、商业或军用飞机。轮组件10包括轮12，轮12在图1的示例中通过轮毂20和轮外伸架凸缘22限定。轮外伸架凸缘22通过长平头螺栓26和四方螺帽28机械地固定至轮毂20。轮12限定胎圈密封胶24A和24B。在组装期间，可充气轮胎（未示出）可以放置在轮毂20之上并且由轮外伸架凸缘22固定在相对侧上。之后，四方螺帽28可以被紧固在长平头螺栓26上，并且可充气轮胎可与胎圈密封胶24A和24B一起膨胀，从而提供可充气轮胎的不透气的密封。轮组件10可以通过扭矩管42和轴18安装在飞机上。在图1的示例中，扭矩管42通过多个螺栓16固定至轴18。扭矩管42支撑致动器组件14和定子38。轴18可以安装至起落架（未示出）的支柱上以将轮组件10连接至飞机。在飞机的操作期间，制动可能是不时地必要的，诸如在着陆和滑行期间。轮组件10被构造成通过致动器组件14和制动叠层组件16提供对飞机的制动功能。致动器组件14包括致动器壳体30和撞击件34。致动器组件14可以包括不同种类的致动器，诸如像机电致动器、液压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：通过经由三维打印系统的打印头在碳纤维层上熔化和沉积树脂或经由打印头在碳纤维层上施加CVD中的至少一种方式密实碳纤维层；以及在密实的碳纤维层上形成至少一个另外的密实的碳纤维层，其中形成至少一个另外的密实的碳纤维层包括：对于至少一个另外层中的每个相应层，在密实的碳纤维层上添加另外的碳纤维层，以及通过在另外的碳纤维层上熔化和沉积树脂或在另外的碳纤维层上施加CVD中的至少一种方式密实另外的碳纤维层。

【技术特征摘要】
2015.05.13 US 14/7115901.一种方法，包括：通过经由三维打印系统的打印头在碳纤维层上熔化和沉积树脂或经由打印头在碳纤维层上施加CVD中的至少一种方式密实碳纤维层；以及在密实的碳纤维层上形成至少一个另外的密实的碳纤维层，其中形成至少一个另外的密实的碳纤维层包括：对于至少一个另外层中的每个相应层，在密实的碳纤维层上...

【专利技术属性】
技术研发人员：J特雷斯特，ST弗里斯卡，D弗拉斯克，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US