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技術 サンドブラストジェットの衝突を含む、アノード塗料を圧縮する方法

出願人 サフラン・エアクラフト・エンジンズ
発明者 ブローニュ,ジャックポテル,アラン
出願日 2013年5月29日 (7年6ヶ月経過) 出願番号 2015-514559
公開日 2015年6月25日 (5年6ヶ月経過) 公開番号 2015-517925
状態 特許登録済
技術分野 砥粒による吹付け加工の細部
主要キーワード 物理化学的プロセス サンドブラストノズル 金属スポンジ 説明記述 防食保護 幾何学的形 航空機エンジン部品 電気化学的腐食
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年6月25日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題・解決手段

本発明は、研磨材料の少なくとも2つのジェット(3)を塗料被覆される部品(1)に向かって方向付けるステップを含む、サンドブラストを使ってアノード塗料を圧縮する方法にして、前記ジェットが、収束するように方向付けられ、焦点(4)に集められる方法であって、前記焦点が部品(1)から上流に配置されることを特徴とする、方法に関する。

概要

背景

一定の航空機エンジン部品は、きわめて厳しい機械的な負荷かけられ、特定目的の材料のみが、それらに課される機械的完全性要件を満たすことができる。これらの材料は、一般に、腐食に非常に敏感であるという欠点を有し、したがって、これらの部品が作動する環境(高温エンジンオイル灯油、等の存在、・・・)に耐えることができる製品でこれらを保護することが必要不可欠である。現在使用されている防食保護は、高温、および前述のさまざまな流体耐性のある塗料で部品を被覆することを必要とする。しかし、この塗料は、(発癌性突然変異誘発性生殖毒性の)CMRとして分類されるので、化学物質についての登録、評価、認証および制限に関してリーチ規制(REACH regulations)を受ける。したがって、これらの規制と関連する制限事項打ち勝つために、新しい保護方法を捜すことが必要になっている。

1つの解決策は、保護システムを、塗料により被覆するという単なる原理ではなく、アノード塗料と呼ばれる物理化学的プロセスに基づかせることである。このプロセスは、アルミニウムまたは亜鉛顔料などの、メタリック顔料でいっぱいの液体を部品の表面に噴霧することと、次いで、噴霧された製品を重合させるように部品を炉で加熱することにある。これにより、それが焦がされない限りは酸化を防止する強靭な保護層が生じるが、これは、伝導性でないという性質を有する。部品が引っかかれたりまたは焦がされるや否や、保護が終わり、部品は、電気化学的腐食に敏感になる。この危険性を保護するために、表面層は、保護されるべき部品の金属の代わりに、好ましくは腐食することになる犠牲層を生じるように、伝導性にされる必要がある。

次に、表現のアノード塗料は、表面層を示すのに使用され、したがって伝導性を表わす。それを実現するために、塗料の配合に組み込まれる金属粒子は、それの表面外観を損なうことなく、重合の後に機械的作業を通じて方向付けられる必要がある。そのために、通常、使用される2つの方法がある。すなわち、
金属スポンジを用いて同じ方向に重合の後に塗料を塗られた部品を摩擦することを含む、バニシング。この作業により、処理された部品に電気的導通を実現することができる。それに反して、これは、自動化するのが困難な手作業であり、したがって、工業規模で行われることができず、アクセスが困難である部品領域が処理されないという些細でない危険性があるものである。
−重合の後に塗料を塗られた部品のサンドブラストを含む、圧縮。この作業により、処理された部品に電気的導通を実現することができる。しかし、これは、処理された領域を損なわないために、非常に低圧で実施されなければならない。それに反して、サンドブラスト設備を正しく運転することを維持するために、比較的高い使用圧力と、いかなる場合でも、部品を処理するには高過ぎる使用圧力とを維持する必要があり、現在の状況では、それにより、得られる被覆の品質が体系的に損なわれることになる。

概要

本発明は、研磨材料の少なくとも2つのジェット(3)を塗料で被覆される部品(1)に向かって方向付けるステップを含む、サンドブラストを使ってアノード塗料を圧縮する方法にして、前記ジェットが、収束するように方向付けられ、焦点(4)に集められる方法であって、前記焦点が部品(1)から上流に配置されることを特徴とする、方法に関する。

目的

このプロセスは、アルミニウムまたは亜鉛顔料などの、メタリック顔料でいっぱいの液体を部品の表面に噴霧することと、次いで、噴霧された製品を重合させるように部品を炉で加熱することにある

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

研磨材料の少なくとも2つのジェット(3)をアノード塗料被覆される部品(1)に向かって方向付けるステップを含むサンドブラストを用いてアノード塗料を圧縮する方法にして、前記ジェットが、収束するように方向付けられ、焦点(4)に集められる方法であって、前記焦点が、部品(1)の上流に配置されることを特徴とする、圧縮方法

請求項2

研磨材料のジェット(3)の配置が、処理されるべき表面に直角の方向に関して対称性を示す、請求項1に記載の圧縮方法。

請求項3

研磨材料のジェット(3)の2つがあり、それらの間に90°の角度を形成する、請求項2に記載の圧縮方法。

請求項4

処理されるべき部品(1)の表面から後方の焦点(4)の距離が、200mmと300mmとの間に含まれる、請求項1から3のいずれか一項に記載の圧縮方法。

請求項5

サンドブラスト圧力が、2バールよりも高い、請求項4に記載の圧縮方法。

技術分野

0001

本発明の分野は、機械部品表面処理の分野、特に、ターボ機械部品を保護するためのアノード塗料圧縮の分野に関する。

背景技術

0002

一定の航空機エンジン部品は、きわめて厳しい機械的な負荷かけられ、特定目的の材料のみが、それらに課される機械的完全性要件を満たすことができる。これらの材料は、一般に、腐食に非常に敏感であるという欠点を有し、したがって、これらの部品が作動する環境(高温エンジンオイル灯油、等の存在、・・・)に耐えることができる製品でこれらを保護することが必要不可欠である。現在使用されている防食保護は、高温、および前述のさまざまな流体耐性のある塗料で部品を被覆することを必要とする。しかし、この塗料は、(発癌性突然変異誘発性生殖毒性の)CMRとして分類されるので、化学物質についての登録、評価、認証および制限に関してリーチ規制(REACH regulations)を受ける。したがって、これらの規制と関連する制限事項打ち勝つために、新しい保護方法を捜すことが必要になっている。

0003

1つの解決策は、保護システムを、塗料により被覆するという単なる原理ではなく、アノード塗料と呼ばれる物理化学的プロセスに基づかせることである。このプロセスは、アルミニウムまたは亜鉛顔料などの、メタリック顔料でいっぱいの液体を部品の表面に噴霧することと、次いで、噴霧された製品を重合させるように部品を炉で加熱することにある。これにより、それが焦がされない限りは酸化を防止する強靭な保護層が生じるが、これは、伝導性でないという性質を有する。部品が引っかかれたりまたは焦がされるや否や、保護が終わり、部品は、電気化学的腐食に敏感になる。この危険性を保護するために、表面層は、保護されるべき部品の金属の代わりに、好ましくは腐食することになる犠牲層を生じるように、伝導性にされる必要がある。

0004

次に、表現のアノード塗料は、表面層を示すのに使用され、したがって伝導性を表わす。それを実現するために、塗料の配合に組み込まれる金属粒子は、それの表面外観を損なうことなく、重合の後に機械的作業を通じて方向付けられる必要がある。そのために、通常、使用される2つの方法がある。すなわち、
金属スポンジを用いて同じ方向に重合の後に塗料を塗られた部品を摩擦することを含む、バニシング。この作業により、処理された部品に電気的導通を実現することができる。それに反して、これは、自動化するのが困難な手作業であり、したがって、工業規模で行われることができず、アクセスが困難である部品領域が処理されないという些細でない危険性があるものである。
−重合の後に塗料を塗られた部品のサンドブラストを含む、圧縮。この作業により、処理された部品に電気的導通を実現することができる。しかし、これは、処理された領域を損なわないために、非常に低圧で実施されなければならない。それに反して、サンドブラスト設備を正しく運転することを維持するために、比較的高い使用圧力と、いかなる場合でも、部品を処理するには高過ぎる使用圧力とを維持する必要があり、現在の状況では、それにより、得られる被覆の品質が体系的に損なわれることになる。

発明が解決しようとする課題

0005

処理された部品の被覆の品質を重んずるサンドブラストを用いて、アノード塗料の圧縮を可能にする方法を見つけることが必要である。

課題を解決するための手段

0006

本発明の主題は、研磨材料の少なくとも2つのジェットをアノード塗料で被覆される部品に向かって方向付けるステップを含むサンドブラストを用いてアノード塗料を圧縮する方法にして、前記ジェットが、収束するように方向付けられ、焦点に集められる方法であって、前記焦点が、部品の上流に配置されることを特徴とする、圧縮方法である。

0007

部品に到達する前に2つの砂ジェットを集中させることによって、互いに砂粒子衝突すると、ジェットはそのエネルギーの一部分を失うことになり、アノード塗料を圧縮する作業にジェットを使用できるようにする。

0008

好ましくは、研磨材料のジェットの配置は、処理されるべき表面に直角の方向に関して対称性を示す。

0009

1つの特定の実施形態においては、研磨材料のジェットの2つがあり、それらの間に90°の角度を形成する。

0010

好ましくは、処理されるべき部品の表面から後方の焦点の距離は、200mmと300mmとの間に含まれる。

0011

有利なことに、サンドブラスト圧力は、2バールよりも高い。したがって、現存のサンドブラスト設備は、単にサンドブラストノズル後ろへ移動させることによって使用され得る。

0012

本発明は、添付の概略図面を参照して単に非限定的な例示として与えられる本発明の一実施形態の、以下の詳細な説明記述を通してよりよく理解され、本発明の他の目的、詳細、特徴および利点が、よりはっきりと明らかになるであろう。

図面の簡単な説明

0013

本発明の一実施形態による、先行技術による部品をサンドブラストするための装置の正面向きの概略図である。
先行技術による部品をサンドブラストするための装置の上方からの概略図である。
本発明の一実施形態による、部品をサンドブラストするための装置の正面向きの概略図である。
本発明の一実施形態による、部品をサンドブラストするための装置の上方からの概略図である。

実施例

0014

図1および図2は、ターボ機械部品の表面仕上げを与えるために通常使用される、部品1のサンドブラストの正面向きの図、および上方からの図をそれぞれ示している。従来のサンドブラストは、互いに対して90°に方向付けられた2つのノズル2を用いて行われ、各々は、砂ビーム3を部品1の表面に対して直角に方向付け、2つのジェットは、同じ面に広がる。2つのノズル2を部品1に結び付ける直線の距離「d」は、2つのビーム3が部品1上にある焦点4に集まり、すなわち2つのビーム3が両方ともサンドブラストされるべき同じ点に到達するようなものである。

0015

サンドブラストを行うために、2つのノズルが、図1の矢印で示されるように、それの高さおよび円周にわたって、部品1沿って同時に移動され、常に、ノズル2と部品1の表面との相対位置に関して同じ幾何学的形状を維持する。ビーム3の発散特徴づける立体角を考慮して、各瞬間にサンドブラストによって掃引される領域は、直径「l」の円の形状を有する。

0016

図3および図4を参照して、これらは、それぞれ、処理されるべき部品を被覆する塗料に関して、本発明による圧縮についての正面向きの図、および上方からの図を示している。2つのノズル2は、前記の通り、同じ面においてジェット3を互いに対して90°に方向付けて、同じ発散立体角で配置される。もう一度、部品に沿った掃引が、従来のサンドブラストについては同じ方法で行われる。それに反して、ノズルが部品の表面から離れて位置している距離が前例と比べて増加され、したがって、それらを結び付ける直線は、今では焦点距離dよりも大きな距離にある。この距離に加えて、砂ジェットが今回は部品の表面の前方にある焦点4に集められることを意味する、ノズル後退距離「r」が追加される。互いに対する2つのジェットの衝突は、これらのジェットの分散現象をもたらし、これは、より大きな立体角を有する単一のジェットに結合する。分散されたジェットは、部品1の表面に直角な方向に対するジェットの配置の所与の対称性のため、処理されるべき壁に対して直角に方向付けられる。結果として、圧縮によって各瞬間に掃引される領域のサイズは、より大きく、「l」よりも大きな直径「L」の円を形成する。

0017

次に、本発明によるアノード塗料の圧縮の作業の原理が説明される。

0018

90°の2つのノズルによる従来のサンドブラストにおいては、ノズル/部品の距離は、ジェットの焦点4が処理されるべき部品1の表面にあるように設定され、すなわち、その場合、砂の運動エネルギーが最も大きい。使用されるサンドブラスト圧力は、通常、3バール程度である。焦点距離dは、いかなるサンドブラスト圧力が用いられようとも不変である。

0019

所望の圧縮を行うために、設備が許容する最小圧力値に対応する約1.5バールに至るまで、サンドブラスト圧力を減少させることを考えることができる。しかし、この減圧でさえも圧縮には大き過ぎる。なぜなら塗料のフレーキング現象を通して処理された表面を損傷することになるからである。したがって、サンドブラストジェットの力を減少させるための解決策を見出すことが必要になっている。

0020

本発明は、互いに対して砂ビームの90°の入射角を変更することなくノズル/部品の距離を増加することにある。したがって、これらのビームの焦点4は、もはや部品自体にではなく、砂ジェットが交差する収束点にある。したがって、粒子の衝突により、ビームが分散することになり、これは、部品1上で砂の粒子の速度を減少させる効果を有し、それによって、その運動エネルギーを減少させ、分散されたビーム5にいくらかのエネルギーを失わさせる。この結果は、塗料の表面完全性が保護され、同時に、塗料を導電性にするということである。

0021

ノズル2を部品1から離れるように移動させることは、砂ジェットが良好な設備運転のために十分な圧力に保たれ得ることを意味する。そのうえ、この解決策は、分散されたビーム5のより大きな発散、部品のより大きな領域の被覆、およびしたがって掃引速度を増加することができ、それによって、処理サイクルが短縮することによる利点を提供する。

0022

焦点/部品距離の最適化が、研究されており、その結果、サンドブラスト圧力は、良好な圧縮を確保するのに十分高いが、処理された表面を損傷するほど高くない。したがって、本発明は、部品が250mm程度、いずれにしても200mmと300mmとの間に含まれる、焦点から後方に設定される後退距離「r」を推奨している。

0023

この解決策により、完全なプロセス再現性のある塗料圧縮の要件をすべて認めることができ、処理される部品の形状に応じて、部品が手動バニシングよりも2倍から3倍より迅速に掃引され得るので、かなりの時間の節約が提供される。

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