[發明專利]用于制造復合部件的方法

有效

• 申請號: 202010940342.7
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN112092415B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 喬凡尼·安東尼奧·馬倫戈
• 申請（專利權）人: 勞斯萊斯股份有限公司
• 主分類號: B29C70/44
• 分類號: B29C70/44;B29C70/46;B29C70/56
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦

本發明公開了一種用于制造包括主體和一體凸緣的復合部件的方法，所述方法包括：向具有主體部分和凸緣成形部分的工具施加纖維增強材料以提供預成形件，所述預成形件包括：本體區域以及縱向相鄰的凸緣區域。所述預成形件在兩個縱向端之間總體上縱向地延伸；并且所述預成形件的末尾層片在最靠近所述凸緣區域的縱向端與層片內端之間總體上縱向地延伸，所述層片內端位于所述凸緣區域中或進入所述本體區域中一部分。在凸緣成形操作的過程中，所述凸緣成形部分與所述主體部分之間的相對移動引起所述末尾層片與所述凸緣成形部分之間的滑動移動，由此在所述凸緣的成形過程中在所述預成形件的至少所述凸緣區域中產生張力。

本申請是申請日為2017年3月28日、申請號為2017800223266、發明名稱為“用于制造復合部件的方法”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種用于制造具有主體和一體凸緣的復合部件的方法。

背景技術

復合材料越來越多地用于需要特定的材料特性組合的部件。具體地，比如碳纖維增強聚合物(CFRP)等復合材料由于其剛度大和重量小而通常被用于航空航天和其他行業中的部件。

往往希望制造具有凸緣的部件，比如在用于燃氣渦輪機的外殼上、或用于機翼的翼梁的側面上的環形凸緣。在用復合材料制造此類部件的情況下，凸緣的成形可能造成工程問題。例如，可能難以在帶凸緣的模具上、尤其模具的主部分與凸緣之間的可能難以觸及的彎部區域中鋪疊復合材料。

GB 2486231中披露了一種用于制造具有一體凸緣的復合部件的已知方法，該文獻披露了一種用于具有第一部分和可移動的第二部分的復合預成形件的環形模具。在模具上鋪疊了單向復合帶層片之后，在高壓釜中加熱該模具和預成形件，并且致動該可移動的第二部分使之徑向地向外移動，由此使預成形件的覆蓋在工具的可移動的第二部分上的端部區域變形，以形成凸緣。

在GB 2486231中，凸緣突然背離預成形件的圓柱形區域延伸，使得它們之間的過渡區域的截面看起來相對呈方形。換言之，在圓柱形區域與凸緣之間存在大曲率的彎部。在GB 2486231中，過渡區域的形狀部分地由具有高曲率邊緣(圍繞該邊緣來成形凸緣)的反作用成形工具(或凹形成形工具)限定。

還可能希望制造一種復合部件，在該復合部件中，在該部件的主區域與凸緣之間存在相對小曲率的過渡。例如，小曲率過渡可以減少部件的應力集中、并且改善其結構特征。在使用帶凸緣的模具的情況下，可以在該模具上限定小曲率的過渡區域。然而，在使用具有可移動部分的工具來形成凸緣時，不能在工具的鋪疊表面上預限定小曲率過渡區域，因為鋪疊表面在鋪疊構型中是基本上連續的。雖然可以提供反作用成形工具部分來在預成形件的外側上限定過渡區域的輪廓，但是本申請人發現，所成形的部件的過渡區域可能不符合所希望的形狀、或可能在這個區域中遭遇成形缺陷，比如在對準方面形成異面的褶皺、以及層片未對準。

發明內容

根據第一方面，提供了一種用于制造包括主體和一體凸緣的復合部件的方法，所述方法包括：向具有主體部分和凸緣成形部分的工具施加纖維增強材料以提供預成形件，所述預成形件包括：本體區域以及與所述本體區域接續的縱向相鄰的凸緣區域，所述本體區域與所述部件的所述主體相對應，并且所述凸緣區域與所述部件的所述一體凸緣相對應；其中，所述預成形件在兩個縱向端之間總體上縱向地延伸；并且其中，所述預成形件的末尾層片在最靠近所述凸緣區域的縱向端與層片內端之間總體上縱向地延伸，所述層片內端位于所述凸緣區域中或進入所述本體區域中一部分；引起所述凸緣成形部分與所述主體部分之間的相對移動，使得所述預成形件的所述凸緣區域變形以形成所述部件的所述凸緣；其中，所述凸緣成形部分與所述主體部分之間的相對移動引起所述末尾層片與所述凸緣成形部分之間的滑動移動，由此在所述凸緣的成形過程中在所述預成形件的至少所述凸緣區域中產生張力。

所述末尾層片終止于所述層片內端處。所述層片內端可以位于所述凸緣區域中、或進入所述本體區域中一部分，使得所述層片內端與所述預成形件的相反縱向端間隔開。所述預成形件的纖維增強材料終止于這兩個縱向端處。