[發明專利]附合編織物

有效

• 申請號: 200580043735.1
• 申請日: 2005-12-12
• 公開（公告）號: CN101084335A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: 阿龍·托米奇;史蒂夫·比德爾
• 申請（專利權）人: 奧爾巴尼工程兩合公司
• 主分類號: D04C1/06
• 分類號: D04C1/06
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 王玉雙

技術領域

本發明一般而言涉及編織結構(braid?structure)，更具體而言涉及以軸向部分(axial?sites)和偏置部分(bias?sites)為特征的附合編織結構(conformable?braided?structure)，其中所述軸向部分的直徑大于所述偏置部分的直徑。所述附合編織結構數學上設計成滿足一結構內待填充的目標間隙區域的周長和面積要求。

背景技術

樹脂傳遞成型(resin?transfer?molding)已經出現幾十年，且其應用在近年來顯著增長。該工藝允許經濟地制造高質量的復合物。術語“復合物”已主要用于定義一類材料，其中例如(熱固性和熱塑性的)塑料、金屬或陶瓷的基質材料(matrix?material)通過強化預成型(preform)形式的纖維而得到增強。復合物是有利的，這是因為最終結構呈現的性能為組成材料(即，纖維增強材料和基質材料)的結合性能。

依據該工藝，樹脂系統在低粘度和低壓力下被傳遞到包含預成型干纖維的閉模內。所述干纖維可具有連續原絲氈(strand?mat)、單向、紡織或針織預成型的形式，所述干纖維置于閉模內且樹脂在外部壓力或真空下被引入至該模具中。樹脂在其自身放熱(exotherm)的作用下固化，或者可對所述模具施加熱量以完成所述固化工藝。

該樹脂傳遞成型工藝可以用于低成本地生產形狀復雜的復合部件。這些部件通常具有連續纖維增強材料以及內部型線(mold?line)和外部型線的受控表面。正是在大結構內布置連續纖維增強材料，將樹脂傳遞成型與其他液態成型工藝區分開。

過去，樹脂傳遞成型用于適于消費品市場的場合。然而在最近幾年，通過對高強度樹脂系統和更先進泵浦(pumping)系統的開發，樹脂傳遞成型已經發展到新的水平。這些新近的發展已經促使樹脂傳遞成型技術作為實用制造選擇，以用于高強度復合物設計特別是用于宇航工業。

在宇航工業中，樹脂傳遞成型工藝最明顯的優點在于樹脂傳遞成型將多個零部件(detailed?components)結合成一個構型(configuration)的能力。例如，許多傳統設計包括被結合成為子構件的許多單個的零部件。這些子構件通常需要勞力密集的填隙、結合、機械緊固和密封。因此，這些子構件由于容差累積而呈現出高的部件之間變異(part-to-part?variation)。

樹脂傳遞成型制造出平滑表面。作為模具的產品使得在模具內制造的部件的表面質量與工具表面的表面質量相當。樹脂傳遞成型還提供了對完成的產品內的纖維/樹脂比例的控制。這個優點制造了輕質高強度的部件。

然而，當具有圓邊緣的多個零部件被結合時，所述邊緣的凹陷導致在這些部件結合在一起的位置處形成間隙。考慮圖1A和圖1B所示的幾何，該幾何為在復合材料鋪疊(lay-up)的構造過程中經常需要采用“半徑間隙填充物”材料填充的典型橫截面類型。使用纖維填充該體積的一種方法為導入(lay-in)纖維的單個端頭(individual?ends)。然而，這種方法費時且效率低。填充該體積的備選方法是采用編織的“間隙填充物”部件(component)，該編織的“間隙填充物”部件將纖維的多個端頭以一單個件(single?piece)的方式保持在一起。這種備選方法的缺點為該間隙填充物通常是剛性的且不容易附合(conformable)到變化的橫截面上。生產針對特定幾何的材料的、特定的編織機是可獲得的，但是因此該幾何僅適用于單一用途。一般管狀編織物可稍微附合于變化的形狀，但是編織工藝的幾何限制使得難以獲得例如圖1A和圖1B那樣的針對凹入或復雜形狀的正確纖維體積和正確周長。