[發明專利]風扇葉片的制造方法及制造裝置

有效

• 申請號: 201480006594.5
• 申請日: 2014-02-13
• 公開（公告）號: CN104956090B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 村上務;盛田英夫;稻田貴臣;八木廣幸;佐藤誠一;馬場俊一
• 申請（專利權）人: 株式會社IHI
• 主分類號: F04D29/38
• 分類號: F04D29/38;B29C70/06;F01D25/00;F02C7/00;F02K3/06;B29K105/08;B29L31/08
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 岳雪蘭

技術領域

本發明涉及使用原材料板來制造風扇葉片的纖維強化復合材料制的風扇葉片的制造方法和制造裝置，所述原材料板利用樹脂將平行取向的多根纖維一體化而成。

背景技術

作為用于航空器的發動機來使用的渦輪風扇發動機由產生大部分推力的風扇、和核心發動機(渦輪噴氣發動機)構成，所述核心發動機具有配置在風扇的后方并用于驅動風扇的渦輪機。風扇與核心發動機同軸配置，從發動機前面吸入到風扇的空氣分為通過風扇直接向后方排出的部分(Gf)和進入核心發動機燃燒而使渦輪機旋轉后向后方排出的部分(Gc)。它們的比(Gf/Gc)稱為旁通比。

由于旁通比高的一方燃料效率好，因此，近年來正在開發高旁通比的渦輪風扇發動機。如果提高旁通比，風扇的直徑會變得比核心發動機的直徑大，因此構成風扇的風扇葉片的長度變長。迄今為止，風扇葉片利用鈦、鋁合金等成形，但伴隨著風扇葉片的大型化，為了同時滿足輕量化和強度的要求，提出了將纖維強化復合材料用于風扇葉片的方法(參照專利文獻1、2)。

這種復合材料制成的風扇葉片使用將平行取向的多根纖維(長纖維)利用樹脂(聚合物)一體化的原材料板，通過熱成形而成形。如果要通過熱成形使平板狀的原材料板成形為像風扇葉片那樣的立體形狀的制品，在對原材料板進行加熱而使樹脂變得柔軟的狀態下，可采用以下的若干方法：(a)利用兩個模具夾持原材料板；(b)利用壓縮空氣將原材料板向模具按壓；(c)在模具與原材料板之間進行減壓，使原材料板吸附在模具(參照專利文獻3、4)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：(日本)特開2007-112132號公報

專利文獻2：(日本)特開2011-69286號公報

專利文獻3：(日本)特開昭61-179720號公報

專利文獻4：(日本)特開平6-239340號公報

發明內容

發明所要解決的技術課題

可是，通常，考慮到空氣動力特性，風扇葉片制成大的扭曲形狀，因此對其進行復制的模具的表面也是扭曲的形狀。模具的表面具有這樣的扭曲時，在上述(a)的情況下，隨著夾在兩個模具之間的原材料板沿著模具的形狀被引入，有時在被引入的周邊等部分會產生褶皺、卷入。另外，在使兩個模具靠近而夾住原材料板時，有時原材料板會沿著模具的凹凸形狀從模具的中央偏移移動而難以適當地成形。

在(b)的情況下，如果原材料板沿著模具被壓縮空氣按壓而下沉的距離大，則與(a)同樣地容易產生褶皺等，為了利用壓縮空氣將原材料板適當地向模具按壓，需要高壓的壓縮空氣。在(c)的情況下，如果原材料板因減壓的吸附力而沿著模具下沉的距離大，則與(a)同樣地容易產生褶皺等，另外，為了使原材料板適當地吸附在模具上，需要進行大幅度減壓，但減壓也是受到限制的。

此外，在(b)和(c)的情況下，由于不是利用兩個模具夾持原材料板，而是利用壓縮空氣向一個模具按壓或者利用減壓使其吸附在一個模具，因此，在原材料板具有難以變形的厚度、材質的情況下，難以進行應對。

本發明考慮到以上情況而作出，其目的在于提供一種風扇葉片的制造方法和制造裝置，將平行取向的多根纖維利用樹脂一體化而制成原材料板，在使用該原材料板通過熱成形來制造風扇葉片時，能夠抑制褶皺的產生。

用于解決技術課題的技術方案

為了達成上述目的，本發明提供一種風扇葉片的制造方法，其特征在于，在原材料板被加熱的狀態下利用框狀的壓邊框夾持所述原材料板，所述原材料板具有平行取向的多根主纖維、與該主纖維交叉并平行取向的多根副纖維、將這些主纖維和副纖維一體化的樹脂，使所述主纖維的方向與風扇葉片模具的長度方向匹配地將由該壓邊框夾持的原材料板向風扇葉片模具按壓。

另外，根據本發明，提供一種一種風扇葉片的制造裝置，其特征在于，具有：框狀的壓邊框，該壓邊框將原材料板以加熱了的狀態夾持，所述原材料板具有平行取向的多根主纖維、與該主纖維交叉并平行取向的多根副纖維、將這些主纖維和副纖維一體化的樹脂；按壓機構，其使所述主纖維的方向與風扇葉片模具的長度方向匹配地將由該壓邊框夾持的原材料板向風扇葉片模具按壓。

發明效果

根據本發明的風扇葉片的制造方法和制造裝置，將平行取向的多根纖維利用樹脂一體化而制成原材料板，在使用該原材料板通過熱成形來制造風扇葉片時，能夠抑制褶皺的產生。

附圖說明

圖1是具有風扇葉片的渦輪風扇發動機的示意側剖視圖。