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成果報告書詳細
管理番号20170000000060
タイトル平成27年度―平成28年度成果報告書 次世代構造部材創製・加工技術開発 次世代構造部材創製・加工技術開発事業の周辺技術・関連課題における小規模研究開発の実施 航空機エンジン耐熱部品 革新的プリフォーム成形・複合化技術の研究開発
公開日2017/4/18
報告書年度2015 - 2016
委託先名三菱重工航空エンジン株式会社
プロジェクト番号P15006
部署名材料・ナノテクノロジー部
和文要約件名:平成27年度?平成28年度成果報告書 次世代構造部材創製・加工技術開発 次世代構造部材創製・加工技術開発事業の周辺技術・関連課題における小規模研究開発の実施 航空機エンジン耐熱部品 革新的プリフォーム成形・複合化技術の研究開発

(i)革新的プリフォーム製造技術(刺繍技術、組紐技術)
 以下、二種類の手法にて、プリフォーム試作を実施した。
・ 専用刺繍装置を使用してSiC繊維プリフォーム試作品を作製した。その際、刺繍の基布としてSiC繊維織物の活用が可能であることを明らかにした。
・ 専用ブレーディング装置を使用してSiC繊維プリフォーム試作品を作製した。
(ii)革新的複合化プロセス技術
・ 汎用グレード繊維(チラノZMI等)を使用しても、繊維劣化が少なく、複合化成形が可能となる高速MI法(溶融含侵)の開発を実施した。
・ (i)で作製した試作品に対して高速MIによる複合化を実施した。
・ 複合化前の繊維コーティング処理において、今回試作した組紐内部には繊維コーティング処理が難しいことがわかり、繊維束の緻密さが影響することが明らかになった。
  (iii)材料・構造の設計評価技術
・ (ii)で複合化した材料の評価を実施した。
・ 複合材強度特性は、予想されたものよりも低く、高速MIプロセスによる繊維劣化や残留Siの多さが原因として推定された。
・ 簡易構造として2次元翼型を試作し、形状計測、内部状況確認を実施した。
英文要約Title: Development of Technologies for Next-Generation Structure Component Creation and Processing. Feasibility Study on Ceramic Matrix Composites (CMC) for Aero-Engines with Advanced Preforming Manufacturing Technology and Composite Process Technology (FY2015-FY2016) Final Report

(i) Innovative preforming manufacturing technology
This study had performed to produce various preforms utilizing two types of different preforming methods.
・Preform utilizing Tailored Fiber Placement machine. SiC fiber based two dimensional woven fabric also used to produce preform
・Preform utilizing the braiding machine.
(ii)Innovative composite process technology
This study had developed high speed MI (Melt Infiltration) process. It is considered that it would reduce the fiber degradation level during the composite process even utilizing commercial grade fiber (Tyranno ZMI).
・CMC s had been made of preforms of (i) utilizing high speed MI process.
・Due to the braiding preform structure of this study, it was found there was a difficulty to form the fiber coating prior to Si infiltration process.
(iii)Design and evaluation technology of material and structure
・CMCs produced by utilizing the high speed MI process of (ii) had been evaluated.
・Tensile strength of CMCs of high speed MI process had lower tensile strength as typical continuous fiber based SiC/SiC CMC. It was considered that fiber degradation and high level of residual Si in this high speed MI process limited the tensile strength.
・Dimensional measurement and microstructure examination has been performed on simplified two dimensional blade shape CMC.
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