用于制造组件的方法和通过该方法制造的组件技术

本发明专利技术涉及用于制造组件(200)的方法，并且涉及本身由陶瓷材料制成的具有预定形状的组件，其中所述方法包括如下步骤：（S1）提供多件由碳素材料(10′)制成的片材(10)，（S2）提供含有可碳化组分的胶粘剂并且借助于所述胶粘剂将所述多件片材(10)彼此接合以形成片材布置，其空间维度使得可通过材料去除从所述布置产生所述组件的预定形状，（S3）通过从所述片材布置去除碳素材料对所述片材布置进行加工以获得预成形物，所述预成形物由碳素材料制成并且具有待制造组件的预定形状，和（S4）对所述预成形物进行硅化以获得所述由陶瓷材料制成的组件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制造组件的方法并且涉及通过该方法制造的组件。本专利技术还特别涉及具有特别均质的性能特性的大型二维结构和/或3D结构的制造。
技术介绍
当从片件制造具有预定的三维结构和/或大平面结构的复杂组件时，时常遇到如下问题，即，只得在困难的情况下，均质地制备从其加工出对于待制造产品希望的三维或平面结构的基本材料本体或材料组合。非均质性涉及材料密度本身，但也特别涉及形成所述材料的单个组分的分布。结果，曾经从原料本体或原料组合物加工出的最终产品本身已经是非均质的，同样具有非均质的物理和/或化学性质。通常，这是不能容忍的。
技术实现思路
本专利技术的目的是公开用于制造由陶瓷材料制成的具有预定形状的组件的方法，其中能够以特别简单并仍然可靠的方式确保产品特别高水平的均质性。以用于制造由陶瓷材料制成的具有预定形状的组件(200)的方法实现本专利技术的目标，所述方法具有在独立权利要求1中所述的特征。此外，以具有预定三维结构、由碳纤维增强材料制成并具有在独立权利要求28中所述特征的组件实现本专利技术的目的。在每个从属权利要求中公开了有利的进展。根据一个方面，本专利技术提供用于制造由陶瓷材料制成的具有预定形状的组件(200)的方法，其中所述方法包括如下步骤(SI)提供多件由碳素材料(10')制成的片材(10)，(S2)提供含有可碳化组分的胶粘剂并且借助于所述胶粘剂将所述多件片材(10)彼此接合以形成片材布置，其空间维度使得可通过材料去除从所述布置产生所述组件的预定形状，(S3)通过从所述片材布置去除碳素材料对所述片材布置进行加工以获得预成形物，所述预成形物由碳素材料制成并且具有待制造组件的预定形状，和(S4)对所述预成形物进行硅化以获得所述由陶瓷材料制成的组件。当(S2)将片材彼此接合时，或一旦已将片材彼此接合后，并且特别是在加工(S3)之前，可向制造的包裹体的布置，或为了形成该包裹体，而应用预先确定的压力分布、温度分布、辐射和/或处理气氛。当(S2)将片材彼此接合时，或一旦已将片材彼此接合后，并且特别是在加工(S3)之前，可向制造的包裹体的布置，或为了形成该包裹体，而进行特别是碳化所述布置的组分的温度步骤。当(S2)将片材彼此接合时，或一旦已将片材彼此接合后，并且特别是在加工(S3)之前，可向制造的包裹体的布置，或为了形成该包裹体，而在处理气氛下进行特别是硅化所述布置的组分的温度步骤。为了进一步限定然后提供的包裹体的材料性质或该产品的预成形物，即一旦已经加工出待制造产品的预定几何结构表现形式，可进行和提供不同的中间步骤和后处理步骤。在此处，使用了根据本专利技术的发现，S卩，可制造无论平面的还是弯曲的如下片材结构，该片材结构由于它们与固体主体相比而言相对低的层厚度而具有高水平的材料分布均质性、组分分布均质性，并因此具有它们的物理和/或化学性质均质性，而且，一旦已经将本身均质的片材彼此接合，则制造出均质性质与单件片材的均质性质基本相同的相应的固体主体、大平面结构或包裹体。由于本专利技术的方法，因此避免了当处理固体主体时通常固有出现的非均质性，特别是如果使用相同或非常相似的片材和如果在相邻片材之间的界面中不出现特定性质的差异，则所述非均质性低至可接受的程度，和/或可在后处理步骤的范围内被降低、被抵消或消除。 优选通过接合作为第一接合面的片材或随后片材的下侧与作为第二接合面的片材的上侧，以在彼此上部堆叠或彼此接合多件片材或所有片材，从而形成所述片材布置。以可以说是堆叠的方式，通过在片材的上侧和下侧将所述片材简单地彼此接合，由此以特别简单的方式构造固体主体或包裹体。在此处，所述表面的尺寸对相邻片材之间的粘结稳定性具有积极影响。在本专利技术方法的另一实施方式中，一件或多件所述片材可另外地或备选地具有边缘或边缘面。那么，一件或多件所述片材可以另外地或任选地通过它们的至少一个边缘或它们的至少一个边缘面作为接合面与一件或多件片材接合。在此处，一件或多件片材可在它们的一个或多个作为第一接合面的边缘或边缘面处与作为第二接合面的一件或多件片材的边缘或边缘面接合。因此，即使基础片材相对于所述上侧和下侧具有较小的面积，也可在所述边缘或边缘面处将所述基础片材彼此接合。在此处，边缘面可位于另一片材的上侧或下侧上。另一方面，可经由边缘互相连接两件或更多件片材。当然也可使用如下的组合，其中通过相对较小的片材形成大包裹体或固体主体，所述相对较小的片材一方面以堆叠形式互相连接，而另一方面经由它们的边缘面互相连接。例如，经由所述上侧和下侧可由此首先形成多个堆叠，然后所述堆叠经由所述边缘面优选以邻接方式布置以互相连接。同样可使用相反的途径，其中较小的片材首先经由边缘互相接合以形成较大的片材，然后经由堆叠中的上侧和下侧依次互相连接。在所述接合步骤前，可使用至少一个连接装置提供一个或多个待彼此接合的接合面和/或可在多个待彼此接合的接合面之间形成至少一个连接装置。原则上，在没有其它辅助的情况下，例如在施加特定压力时可能引入热量，当接触在一起时，基本片材的互相连接面可充分粘结。然而，采取用于这种类型的持久连接的辅助措施通常是有利的，该措施中的一种可能是在材料前体中例如以部分交联状态的方式形成所述片材，然后，一旦已经将单个片材彼此接合，在接合片材的材料中特别是在其间界面处诱导固有反应，该反应产生了在已彼此接合的片材之间的连接。同样可使用另外的外部试剂，例如胶粘剂等。为了构造和促进这种类型的连接，另外地或备选地，可相应地改变压力和温度。此外，另外地或备选地，可在所述接合面处进行机械辅助。所述片材(10)优选具有由所述片材的厚度确定的侧面(IOk)，并且至少一件所述片材(10)通过它的作为第一接合面的一个侧面与作为第二接合面的另一片材的上侧或下侧接合。所述片材(10)优选具有由所述片材的厚度确定的侧面(IOk)，并且至少一件所述片材(10)通过它的作为第一接合面的一个侧面与作为第二接合面的另一片材的一个侧面接合。在所述接合步骤前，在所述接合面之间可作为粘结剂或作为其部分引入所述片材的由相同材料或由与所述材料类别相同的同类材料制成的尘埃或粉末或材料。这种措施也适用于在接合面之间过渡处制造高水平均质性的材料分布与物理和化学性质。在待在所述接合面接合至少两件所述片材的情况下，在一件片材的接合面中优选整体形成有凹处，而在另一片材的接合面上优选整体形成有以与所述凹处互补的方式成形的凸起，并且通过啮合所述凹处与所述凸起以将所述两件片材接合在一起。优选如果在待在所述接合面接合至少两件所述片材的情况下，则在两件片材的接合面中整体形成有凹处，并且设置以与所述凹处互补的方式成形的连接元件，其中通过啮合所述连接元件与两个凹处以将所述两件片材接合在一起。在凹处和插接元件意义上的机械辅助可稳定在所述边缘处的直接接触，但是当所述上侧和所述下侧接触在一起时也提供所述机械辅助，例如以便使得本身相同的片材相对于彼此对齐。凹处可形成为钻孔、凹槽、沟道或侧翼。胶粘剂可用作粘结剂或用作其部分。使用胶粘剂可实现接合片材之间特别紧密的接触，这也考虑了表面结构，例如，即粗糙度等。在这种情况下，可以有利地选择胶粘剂以使得在所述界面处不产生或者补偿材料非均质性。所述胶粘剂的可碳化部分优选包含树脂，特别是酚醛树脂。在特别优选的实施方式中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.25 DE 102010030552.9;2011.04.20 DE 10201101.用于制造由陶瓷材料制成的具有预定形状的组件(200)的方法，其中所述方法包括如下步骤 (51)提供多件由碳素材料(10')制成的片材(10)， (52)提供含有可碳化组分的胶粘剂并且借助于所述胶粘剂将所述多件片材(10)彼此接合以形成片材布置，其空间维度使得可通过材料去除从所述布置产生所述组件的预定形状， (53)通过从所述片材布置去除碳素材料对所述片材布置进行加工以获得预成形物，所述预成形物由碳素材料制成并且具有待制造组件的预定形状，和 (S4 )对所述预成形物进行硅化以获得所述由陶瓷材料制成的组件。2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于通过将作为第一接合面的片材或随后片材的下侧与作为第二接合面的片材的上侧接合，以在彼此上部堆叠或彼此接合多件片材或所有片材，从而形成片材布置。3.根据前述权利要求中的一项所述的方法， 其特征在于所述片材(10)具有由所述片材的厚度限定的侧面(10k)，并且其特征在于至少一件所述片材(10)通过它的作为第一接合面的一个侧面与作为第二接合面的另一片材的上侧或下侧接合。4.根据前述权利要求中的一项所述的方法， 其特征在于所述片材(10)具有由所述片材的厚度限定的侧面(10k)，并且至少一件所述片材(10)通过它的作为第一接合面的一个侧面与作为第二接合面的另一片材的一个侧面接合。5.根据前述权利要求中的一项所述的方法， 其特征在于，在待在所述接合面接合至少两件所述片材的情况下，在一件片材的接合面中整体形成有凹处，而在另一片材的接合面上整体形成有以与所述凹处互补的方式成形的凸起，并且通过啮合所述凹处与所述凸起以将所述两件片材接合在一起。6.根据前述权利要求中的一项所述的方法， 其特征在于，在待在所述接合面接合至少两件所述片材的情况下，在两件片材的接合面中整体形成有凹处，并且其特征在于提供以与所述凹处互补的方式成形的连接元件，其中通过啮合所述连接元件与所述两个凹处以将所述两件片材接合在一起。7.根据前述权利要求中的一项所述的方法， 其特征在于所述胶粘剂的可碳化组分包含树脂，特别是酚醛树脂。8.根据权利要求7所述的方法， 其特征在于所述胶粘剂除了所述树脂外还含有碳化硅粉末。9.根据权利要求8所述的方法， 其特征在于所述碳化硅粉末的平均粒径为1-50 μ m,优选5-20 μ m,更优选3-5 μ m。10.根据权利要求7、8或9所述的方法， 其特征在于所述可碳化胶粘剂含有5-50重量％的水、20-80重量％的碳化硅粉末和10-55重量％的树脂，优选10-40重量％的水、30-65重量％的碳化硅粉末和20-45重量％的树脂，更优选15-25重量％的水、45-55重量％的碳化硅粉末和27-33重量％的树脂。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于所述可碳化胶粘剂含有低于10重量％、特别是低于3重量％的由碳素材料制成的填料，并且特别是不含由碳素材料制成的填料。12.根据权利要求8至11中的一项所述的方法， 其特征在于所述可碳化胶粘剂优选含有O. 5至5重量％的固化剂。13.根据前述权利要求中的一项所述的方法， 其特征在于所述胶粘剂含有从其制造由碳素材料制成的片材的材料。14.根据前述权利要求中的一项所述的方法， 其特征在于所述片材布置是碳化的。15.根据前述权利要求中的一项所述的方法， 其特征在于所述预成形物是碳化的。16.根据前述权利要求中的一项所述的方法， 其特征在于当接合至一起时对所述片材施加压力和/或热(S2)。17.根据前述权利要求中的一项所述的方法， 其特征在于一些片材特别是所有片材的物理和/或化学性质在所讨...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯·金茨勒，阿尔弗雷德·霍伊斯勒，英格丽德·克雷奇默，彼得·波尔斯特，
申请(专利权)人：西格里碳素欧洲公司，
类型：
国别省市：