[發明專利]一種通過3D織造制作成型部件的方法以及所制成的成型部件

無效

• 申請號: 200980152216.7
• 申請日: 2009-12-22
• 公開（公告）號: CN102264518A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 大衛·馬爾薩勒;澤維爾·米利爾
• 申請（專利權）人: 斯奈克瑪
• 主分類號: B29B11/16
• 分類號: B29B11/16;B29C70/24;B29C33/50
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 萬學堂;曾海艷

本發明涉及一種通過緯紗和經紗的三維織造(或者稱為3D織造)制造一種中空部件的方法，所述緯紗和經紗非常牢固，例如由碳纖維制成，用以得到一個預制坯，隨后通過熱固性樹脂的浸漬。更具體地，本發明涉及一種在所述中空部件中產生腔體的改進方法。

為了制造具有一定機械強度的中空部件，特別是對抗沖擊，已知的做法是將熱固性樹脂涂覆碳纖維。

例如，通過切割預制浸漬的碳纖維紗的織造薄片，將他們堆疊獲得一個所需部件的毛坯，然后通過熱和壓力將他們粘接在一起，這樣可以形成任意部件。

這種夾層架構并不理想，尤其從耐沖擊的角度來講，因為沖擊可能會引起分層現象。

歐洲專利文獻1777063(EP?1777063)公開了一種更有效的通過緯紗和經紗的三維織造制造中空部件，特別是一種渦輪機的葉片的方法。這種方法可以獲得一種優越強度的部件，并且尤其展現出了一種優越的耐沖擊性，并且沒有任何分層的危險。

本發明旨在提供一種用于制造需要減輕重量和/或需要提供通道的任意中空部件的改進的方法。

更具體地，本發明提供一種制造中空部件的方法，所述方法包括：通過3D織造制作一個預制坯，穿過排列成多層的經紗束織造緯紗，以及用可固化的樹脂浸漬所述預制坯，其特征在于：在織造過程中確保在兩層經紗薄片之間形成部分非互連部(non-interlinking)和所述預制坯的擴張，所述預制坯通過所述非互連部形成所需形狀的腔體，然后用所述樹脂對以此方式成形的預制坯進行浸漬。

非互連為一種特別的織造特征，其確保沒有緯紗穿過某些經紗束平面(更確切地，所述平面的一部分)。

例如，本發明的一個優點，即非互連是通過以下方式實現的，即確保至少從某一織造階段，每個緯紗在所述預制坯的側面正常地編織，這樣成型緯紗就不會穿過由兩個經紗層之間確定的中心平面區域。

如果這種非互連的3D織造的方法一直持續到預制構件的織造完成，則可以獲得開口的或可進入的袋子，即在所述部件成型并且浸漬時存在可能被擴張，以獲得所需的腔體。

如果目的是為了減輕所述中空部件的重量，可以將固體材料插入到袋子中，所述固體材料的密度小于紗線的密度，例如泡沫型發泡材料。這些低密度材料塊具有所需腔體的形狀和尺寸。此后，繼續對所述預制坯進行最終成型和浸漬。

相反地，如果目的是為了產生多功能通道(unility?passage)，為了取得管狀結構等等，制造所述腔體的操作包括將充氣構件插入到所述預制坯的所述非互連部的位置中，在所述充氣構件中填充流體，以賦予所需腔體的形狀和尺寸。浸漬后，所述流體和可能所述充氣構件從以這種方法制備的腔體中取出。

本發明還提供了通過3D織造的預制坯和利用所述可固化的樹脂浸漬獲得的任意中空部件，其特征在于：所述中空部件包括由所述預制坯的擴張所確定的腔體，該腔體在3D制造過程中由非互連部形成。

作為一個例子，所述中空部件可以構成船舵或者船舶的中插板。

根據下述的制造中空部件的方法和本發明的原則(其僅僅用于例解說明)以及參考附圖，將能夠更好地理解本發明的技術方案和更清晰地了解本發明的優點，其中：

圖1為展示為了制造中空部件，例如船舵或者船舶的中插板，一預制坯的3D織造的圖解視圖；

圖2為織造的預制坯的線條圖；

圖3為在通過填充低密度剛性材料形成腔體而成形后的預制坯的線條圖；

圖4為展示所述預制坯的浸漬的線條圖；

圖5為不同于圖2的另一種織造的預制坯的圖解視圖；

圖6為展示圖5中的預制坯成型的線條圖。

如圖1所示，該圖中展示了所述預制坯11的織造，該預制坯11轉化為用于船舶的舵。使用提花機型的紡織機，其上放置有經紗束12或者經紗股，其由許多層組成，每層有數百條紗線。如圖所示，為了插入所述緯紗14，該機器可以使每條紗線橫向穿過經紗薄片間。隨著織造所述預制坯的進行，其厚度和寬度在不斷地改變，一定數量的經紗將不會被編織，從而可確定所述預制坯的外形和連續可變化的所需厚度。織造結束后，為了提取所述預制坯11，所述經紗和緯紗在編織物的邊界被切斷。這將在圖2中展現，其出現在3D織造結束后以及任何成型之前。

根據一個重要的特性，所述織造伴隨在兩個經紗薄片之間形成部分非互連部19，該部分非互連部19位于圖2中的輪廓16所確定的一個平面區域中。