[发明专利]用耐磨材料制造声学通道的有序网络的方法

说明书

本发明涉及耐磨涂层的制造方法，其包括在基底(12)上沉积热固性材料的纤丝，同时确保基底与纤丝之间按照预定沉积路径的相对移动，并且固化纤丝，从而创造由三维纤丝叠加层形成的三维支架，给定层的纤丝是不连续的并且与相邻层的纤丝定向不同，以赋予其吸收声波的性能。热固性材料是不含溶剂的触变混合物，其包含聚合物基质和交联剂，聚合物基质与交联剂按照重量比为1:1到2：1之间，其还包含促进流动的组分，通常为占触变混合物总质量5％到15％的矿脂。

背景技术

本发明涉及采用增材制造来制造聚合物材料，具体地为热固性材料部件、金属部件、金属合金部件或陶瓷部件的通用领域，并且更具体地它涉及但不限于，诸如飞行器涡喷发动机的耐磨涡轮发动机的壁涂层的制造。

对机场附近由于飞行器造成的噪声危害进行控制已成为一项公共卫生挑战。甚至对飞行器制造商和机场管理者强制实施了更严格的标准和规定。因此，多年来，建造无声飞行器已经成为了一个强大的卖点。目前，基于亥姆霍兹(Helmholtz)谐振器的原理，飞行器发动机产生的噪声是通过局部反应声学涂层来衰减的，这种涂层允许将发动机的噪声强度降低一个或两个八度以上。这些涂层通常以复合板的形式出现，该复合板由刚性板组成，刚性板与覆盖有穿孔外皮的蜂窝芯材相关联，并且位于机舱或上下游传播通道中。然而，在新一代发动机中(例如在涡轮风扇发动机中)，如在UHBR(超高旁路比)技术中，导致大幅减小了可用于声学涂层的区域。

因此，重要的是提出新方法和/或新材料(特别是多孔材料)，从而在比当前更大的频率范围内，包括低频时，允许消除或显著降低由飞行器发动机产生的噪声水平，尤其是在其起飞和降落阶段产生的噪声水平，但仍然保持发动机的性能。这就是目前正在寻求新的声学处理表面的原因，这对发动机的其他功能，诸如比燃料消耗影响最小，其构成重要的商业优势。

此外，如今，总体上，习惯于有利地采用增材制造方法代替传统的铸造或机械加工方法，以便方便、快捷和低成本地生产三维复杂零件。航空领域特别适合使用这些方法。其中，可以引用线束沉积方法。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种形成新材料的方法，以显著减小飞行器涡轮喷气发动机产生的噪声。控制材料参数允许从低频到高频的延伸范围内减小噪声。源自该方法的产品旨在被装配在与流体流动接触的涡轮喷气发动机的壁上，更具体地说，是用于代替风扇外壳的耐磨芯材。

为此，提出了一种耐磨涂层的制造方法，其包括在基底表面上沉积热固性材料的纤丝，同时提供在所述基底和所述纤丝之间沿预定沉积路径的相对位移，并固化所述纤丝，以创造纤丝三维支架，三维支架包括叠加层，叠加层中给定层的纤丝是不连续的，并且其可以被定向不同于相邻层的纤丝的定向，从而赋予其吸收声波的性能，其特征在于，所述热固性材料是不含溶剂的触变混合物，并且包含聚合物基质和交联剂，所述聚合物基质相对所述交联剂的重量比位于1:1和2:1之间，还包含流动组分，通常为重量占所述触变混合物总重量5％～15％之间的矿脂。

因此，可以获得具有规则和有序孔隙率的多孔微观结构，其通过通道内的粘性热耗散，确保大量吸收声波，并且由于构成通道的材料而保持其耐磨性。

优选地，所述触变混合物通过所述组分在锥形挤压螺杆中的共同挤压而获得，并通过具有校准尺寸和形状的喷嘴沉积在所述基底表面上，喷嘴的出口端截面的主体宽度小于250微米。

有利地，通过计算机控制的具有至少三轴的机器或机器人，使所述基底和所述柱状纤丝产生相对位移，通过安装在所述校准喷嘴的出口端的加热元件固化所述柱状纤丝。

根据所考虑到的实施方式，所述三维支架可以包括：

给定层的纤丝交替定向为0°或90°的叠加层，在相同方向的叠加纤丝中没有偏移；

给定层的纤丝交替定向为0°或90°的叠加层，在相同方向的叠加纤丝中具有偏移；

每一层i具有以位于20°到40°之间，通常为30°的相同偏差角度进行偏移的纤丝定向方向Di的叠加层；