[發明專利]復合材料葉片的成形方法

有效

• 申請號: 202010090786.6
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111703091B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 岡部良次;新藤健太郎;神谷昌美
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29L31/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳秋明

本發明提供一種復合材料葉片的成形方法，是通過利用發泡劑對復合材料葉片的內部空間適當進行加壓，能夠適宜地成形復合材料葉片的復合材料葉片的成形方法。一種通過使在強化纖維中含浸樹脂而得的預浸漬體固化，來成形由復合材料構成的復合材料葉片的復合材料葉片的成形方法，復合材料葉片的內部空間(20)中配置的發泡劑(16)包含：通過加熱而發泡的多個發泡體(26)；以及通過加熱而固化的發泡劑樹脂(25)，多個發泡體(26)包含：在固化工序中的低溫區域進行發泡的低溫側發泡體(26a)；以及在與低溫區域相比成為高溫的高溫區域進行發泡的高溫側發泡體(26b)。

技術領域

本發明涉及一種復合材料葉片的成形方法。

背景技術

以往，作為復合材料葉片，已知一種具有從葉片端部向葉片根部延伸的葉片形部的燃氣輪機葉片(例如，參照專利文獻1)。葉片形部具有形成了表面凹陷的金屬部、以及設置于金屬部的表面凹陷的框架部，金屬部以及框架部由復合材料表皮包圍，與復合材料表皮接合。此外，在葉片形部設置有覆蓋復合材料表皮的防腐蝕涂層。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平09-303104號公報

發明內容

發明要解決的課題

然而，在復合材料葉片中，對于葉片的形狀，特別是葉片的表面形狀，要求高精度的尺寸精度。關于專利文獻1所記載的復合材料葉片，由于復合材料表皮的內部為金屬部，因此，在將金屬部和復合材料表皮一體地成形的情況下，考慮在復合材料表皮的外側配置成形模具，并且在復合材料表皮的內部配置金屬部。此外，在將金屬部與復合材料表皮分開成形的情況下，考慮在高精度地成形復合材料表皮之后，配合成形的復合材料表皮的內部空間的形狀，高精度地加工金屬部。

然而，在將金屬部和復合材料表皮一體地成形的情況下，無法從復合材料表皮的內部朝向外側進行加壓，因此，有時難以高精度地成形復合材料表皮的表面形狀。此外，在不對復合材料表皮進行加壓的情況下，在復合材料表皮成形時，難以抑制在復合材料表皮的內部產生的空隙(void)的形成。另一方面，在將金屬部和復合材料表皮分開成形的情況下，需要高精度地加工金屬部，因此，金屬部的加工成本變高，難以實現復合材料葉片的制造成本的抑制。此外，在任意一種情況下，都將復合材料葉片的內部作為金屬部，因此難以實現輕量化，作為復合材料葉片的優點的輕量化的特點降低。

因此，考慮了，不使用金屬材料而使用復合材料來成形復合材料葉片。在成形復合材料葉片的情況下，為了高精度地成形復合材料葉片的表面形狀，在復合材料葉片的內部配置發泡劑，在加熱成形時使發泡劑進行發泡，由此，從復合材料葉片的內部向外部進行加壓。

這里，在作為在復合材料葉片中使用的樹脂而使用具有耐熱性的樹脂的情況下，在用于使該樹脂熱固化的加熱成形時(升溫過程時)，樹脂產生低粘度化。此外，在加熱成形時，由于樹脂低粘度化的狀態持續較長，因此，需要長時間地繼續對復合材料葉片的加壓。然而，基于發泡劑的發泡長時間進行保持是困難的，基于發泡的加壓降低，因此，基于發泡劑的加壓力不足，復合材料葉片可能變得成形不良。此外，由于發泡劑中也含有進行熱固化的發泡劑樹脂，因此，若在加熱成形時提高加熱溫度，則促進發泡劑的固化，阻礙發泡劑的發泡，由此，復合材料葉片可能變得成形不良。

因此，本發明以提供一種通過利用發泡劑對復合材料葉片的內部空間適當進行加壓，能夠適宜地成形復合材料葉片的復合材料葉片的成形方法為課題。

用于解決課題的手段