[發明專利]用于模制由復合材料制成的彎曲部件的方法和設備以及相應的部件

有效

• 申請號: 200980113885.3
• 申請日: 2009-03-05
• 公開（公告）號: CN102015261A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 吉勒斯·杜凱內;杰羅姆·奧布里
• 申請（專利權）人: 空中客車公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/32;B29C33/40
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 田軍鋒;魏金霞

技術領域

本發明涉及一種用于模制由復合材料制成的彎曲構件，尤其是具有形成角度的橫截面(例如為Ω形、U形、Z形、C形或V形)的構件的方法。

本發明還涉及一種用于模制這種具有非零曲率半徑的構件的設備以及相應的彎曲構件。

背景技術

本發明在航空學中使用的由復合材料制成的型件領域具有特別重要但并非唯一的應用，該型件用于實現例如飛機機身等的生產構件。

但是本發明也可以用于需要良好強度的其它領域，尤其是所有的工業領域以及涉及運動的領域。

用于制造由復合材料制成的彎曲型件的方法和設備是已知的。

所述由復合材料制成的彎曲型件是通過這樣的方法獲得的：通過手工逐漸鋪設織物浸漬和/或在構造生產元件的情況下使用自動機逐根鋪設所述線，從而使得能夠精確放置所述線以使彈性模量和強度最優化。

這種解決方案具有缺點。

所述解決方案需要專用并且復雜的自動化系統，即需要昂貴投資，并且由于所有的這些設備使得速率不得不減小而使生產力較低。

使所用纖維成扇形展開時較弱的均勻性也導致了較差的機械性能。

發明內容

本發明試圖提供相比于現有技術能夠更好地滿足實踐需求的一種方法、一種設備以及構件，尤其是由于其允許獲得由復合材料制成的這種構件獲得源于均勻鋪設的獨特的彈性模量以及強度，而無需過多成本，鋪設的良好結果由于使最終產品更加均勻而使其具有改進的機械性能、提高的穩定性以及易于實施的方式。

為此目的，本發明主要提出了一種用于模制由復合材料制成的彎曲構件的方法，其特征在于，所述彎曲構件由至少一個縱向軸線延伸的復合帶材制成，所述復合帶材由至少兩個設置在不同于縱向軸線的取向上的單向增強纖維帶形成，所述帶預浸漬有樹脂并且在特定壓力和溫度下彼此預壓緊，

所述帶材通過第二溫度下的真空壓緊沿縱向施加在所述硅氧烷柔性心軸上，從而使所述帶材具有所述心軸的特定形狀，

所述形成的帶材置放(dépose)在熱金屬工具上，從而通過逐漸卷繞所述柔性心軸使所述帶材形成所述彎曲構件的所需形狀，所述熱金屬工具具有與所述心軸的形狀互補的彎曲并且形成壓力和溫度施加模具的芯部，

一旦所述帶材被完全置放，則移除所述柔性心軸，

然后，對由此獲得的組件/組合體對所述模具加壓并施加溫度以進行聚合，

并且將由此形成的構件在冷卻之后取出。

有利地，所述構件具有形成有角度的橫截面。

“柔性心軸”表示能夠在直線狀態與彎曲狀態之間形變的心軸，但是所述心軸具有允許獲得構件的橫截面形狀的剛性或基本剛性的橫截面。

在有利實施方式中，還使用了一個和/或其它的下列設計：

-至少兩個帶的單向纖維相對于所述帶材的軸線對稱；

-所述復合帶材由通過壓緊彼此接合的三個疊加帶構成，各個所述帶的平行纖維相對于所述帶材的軸線形成有分別具有90°-a°、90°以及90°+a°的值的角度，并且a具有例如自10°至80°的變化幅度。

在其它變型中，根據構件上的預期應力，所述角度可以是90°-a/90°+b/90°+a/90°+b，所述角度是對稱的或者并不是大約90°，或者通過調查得出的用于最佳強度和/或用于特定彈力的其它值。

-通過至少兩個增強纖維復合帶材，即第一帶材以及第二帶材實現的構件分別形成在第一硅氧烷柔性心軸和第二硅氧烷柔性心軸上，并且在所述第一帶材置放在所述工具上且從所述第一硅氧烷心軸移除之后，所述第二帶材在移除所述第二心軸之前通過逐步卷繞所述第二柔性心軸而置放在所述第一帶材上，

然后，施加壓力和溫度以用于模制由復合材料制成的彎曲構件，所述復合材料通過使所述兩個帶材形成夾層而形成。

所述第二心軸與所述第一心軸相同并且/或者第二心軸的形狀使得在自所述模具移除所述第二心軸之后，所述第二心軸按要求施加在所述第一帶材上。

-至少一個增強條帶——其包括平行于所述帶材的縱向軸線延伸的單向纖維——插入兩個帶材之間并且/或者在帶材上疊加；

-所述纖維由碳構成并且所述樹脂為環氧樹脂；

-所述心軸由具有沿對稱平面切割為兩半的Ω形橫截面的模獲得，以便獲得所討論的Z形剖面的帶材。在最常見的實施方式中，Z的分支之間的角度為直角。

-實現了至少三個連續的所述復合帶材的層。