用于由復(fù)合材料制成且具有集成平臺(tái)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的纖維預(yù)成型件及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于由復(fù)合材料制成的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的纖維預(yù)成型件的制造方法，該方法包括通過(guò)使用縱向紗線層與橫向紗線層相互連接來(lái)進(jìn)行三維編織以制造單件的纖維毛坯，并且對(duì)該纖維毛坯進(jìn)行加工成型來(lái)獲得具有形成機(jī)翼預(yù)成型件部分和形成至少一個(gè)平臺(tái)預(yù)成型件部分的單件的纖維預(yù)成型件。在編織中，縱向紗線的第一組的紗線從該毛坯的一個(gè)側(cè)面的一側(cè)抽出以形成與葉片平臺(tái)預(yù)成型件相對(duì)應(yīng)的部分，縱向紗線的第二組的紗線以第一組紗線和第二組紗線的相互交叉方式被插入至纖維毛坯中。本發(fā)明也提供一種依據(jù)本方法獲得的預(yù)成型件。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于由復(fù)合材料制成且具有集成平臺(tái)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的纖維預(yù)成型件及其制造方法
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明涉及制造具有至少一個(gè)平臺(tái)的葉片的纖維預(yù)成型件，該葉片的纖維預(yù)成型件尤其用于制造由復(fù)合材料制成的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片。
[0002]參考已經(jīng)提出制造由復(fù)合材料制成的用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片。例如，參考文件EP1526285，該文件描述了一種由三維編織制成一個(gè)纖維預(yù)成型件并通過(guò)有機(jī)基質(zhì)致密化該纖維預(yù)成型件的制造風(fēng)扇葉片的方法。
[0003]而且，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇包括布置在葉片之間的平臺(tái)，以限定風(fēng)扇中環(huán)形空氣進(jìn)入通道，通道外部由殼體來(lái)限定。這些平臺(tái)可以被單獨(dú)添加或者可以與風(fēng)扇葉片的位于其機(jī)翼和延伸其根部的柄腳之間的基體直接結(jié)合。本發(fā)明尤其涉及形成第二種類(lèi)部件的葉片，即集成有一個(gè)或多個(gè)平臺(tái)的葉片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，需要一種具有一個(gè)或多個(gè)集成平臺(tái)且由復(fù)合材料(尤其但不僅僅是有機(jī)基質(zhì)復(fù)合(OMC)材料)制成的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片。
[0005]為此，本發(fā)明提供一種用于制造由復(fù)合材料制成的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的纖維預(yù)成型件的制造方法，該葉片具有沿縱向延伸的機(jī)翼、兩個(gè)相反的側(cè)面和至少一個(gè)沿側(cè)面延伸的平臺(tái)，所述制造方法包括:
[0006]通過(guò)使用多個(gè)縱向紗線進(jìn)行三維編織來(lái)制造單件的纖維毛坯，所述多個(gè)縱向紗線沿與待制造的所述葉片的縱向相對(duì)應(yīng)的方向延伸且與多個(gè)橫向紗線層的紗線相互連接；
[0007]成型所述纖維毛坯以獲得單件的纖維預(yù)成型件，該纖維預(yù)成型件具有形成機(jī)翼預(yù)成型件的第一部分和至少一個(gè)形成平臺(tái)預(yù)成型件的第二部分；并且
[0008]在所述纖維毛坯的編織過(guò)程中，從所述纖維毛坯的所述側(cè)面中的至少一者的一側(cè)從所述纖維毛坯中抽出第一組縱向紗線的紗線，以形成所述毛坯的與葉片平臺(tái)預(yù)成型件對(duì)應(yīng)的部分，并且將第二組縱向紗線的紗線插入到所述纖維毛坯中，同時(shí)使所述第一組縱向紗線的所述紗線與所述第二組縱向紗線的所述紗線相互交叉。
[0009]在編織過(guò)程中，通過(guò)使從纖維毛坯中抽出的紗線與插入到纖維毛坯的紗線交叉，使得能夠通過(guò)形成機(jī)翼預(yù)成型件的一部分和形成平臺(tái)預(yù)成型件的另一部分進(jìn)行三維編織來(lái)獲得單件的纖維預(yù)成型件，盡管抽出了第一組紗線，但仍能保持纖維毛坯內(nèi)部的纖維密度是恒定的。
[0010]這也保證了在形成機(jī)翼預(yù)成型件的部分和形成平臺(tái)預(yù)成型件的部分之間的纖維的連續(xù)性，因此，使得具有集成平臺(tái)的葉片能夠具有所需要的機(jī)械性質(zhì)。
[0011]根據(jù)所述方法的一個(gè)特征，所述第一組紗線和所述第二組紗線的交叉發(fā)生在鄰近所述毛坯的與所述葉片平臺(tái)預(yù)成型件對(duì)應(yīng)的部分和所述毛坯的與所述機(jī)翼預(yù)成型件對(duì)應(yīng)的部分的連接處的位置。
[0012]優(yōu)選地，插入到所述纖維毛坯的所述第二組紗線中的所述紗線來(lái)自預(yù)先從所述纖維毛坯中抽取的縱向紗線層，以使所述毛坯的厚度在所述毛坯的寬度方向上減小。紗線層可以取自所述毛坯，以使得機(jī)翼輪廓厚度減少(從葉根到葉的頂端)。因?yàn)槠浔苊饬死速M(fèi)紗線，因此使用它們來(lái)制作所述平臺(tái)尤為有利。
[0013]在這種情況下，優(yōu)選地，纖維毛坯成型步驟包括:切除所述第二組紗線的位于以下區(qū)域的所述紗線的部分:所述區(qū)域位于從所述纖維毛坯抽出紗線的區(qū)域和插入紗線到所述纖維毛坯中的區(qū)域之間。而且，所述第二組紗線中的至少一部分紗線取自位于所述紗線插入到所述纖維毛坯的區(qū)域的下游的所述纖維毛坯，以使所述毛坯的厚度從所述毛坯的與所述葉片平臺(tái)預(yù)成型件對(duì)應(yīng)的部分的下游在所述毛坯的寬度方向上減小。
[0014]當(dāng)葉片的機(jī)翼的輪廓在從葉片的根部和尖端之間沒(méi)有呈現(xiàn)任何厚度的減少，或者當(dāng)該減少的厚度不足以使得大量足夠的紗線被獲得到來(lái)形成葉片平臺(tái)，可以插入到纖維毛坯中的第二組紗線中的至少一部分紗線可以來(lái)自另外的縱向紗線層。
[0015]根據(jù)本方法的另一特征，在所述纖維毛坯的每個(gè)側(cè)面上從所述纖維毛坯中抽出所述紗線并且將該紗線插入到所述纖維毛坯中，以形成所述毛坯的與兩個(gè)葉片平臺(tái)預(yù)成型件對(duì)應(yīng)的部分。在這種情況下，制造的葉片因此具有兩個(gè)平臺(tái)，每一側(cè)(壓力側(cè)和吸力側(cè))上具有一個(gè)平臺(tái)。
[0016]根據(jù)本方法的還另一特征，纖維毛坯的成型包括:切削所述毛坯的與所述葉片預(yù)成型件對(duì)應(yīng)的部分，以具有需要的尺寸，并且沿與所述毛坯的側(cè)面大體正交的方向展開(kāi)所述毛坯的所述部分。
[0017]沿與待制造的葉片的縱向相對(duì)應(yīng)的方向延伸的所述縱向紗線可以為經(jīng)紗?？蛇x擇地，沿與待制造的葉片的縱向相對(duì)應(yīng)的方向延伸的所述縱向紗線可以為緯紗。
[0018]本發(fā)明還提供一種用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的纖維預(yù)成型件，該葉片具有沿縱向方向延伸的機(jī)翼、兩個(gè)相反的側(cè)面以及至少一個(gè)沿側(cè)面延伸的平臺(tái)；所述預(yù)成型件包括通過(guò)使用多個(gè)縱向紗線進(jìn)行三維編織單件的纖維毛坯，所述多個(gè)縱向紗線沿與待制造的葉片的縱向相對(duì)應(yīng)的方向延伸且與多個(gè)橫向紗線層的紗線相互連接，其中，根據(jù)本發(fā)明，從所述纖維毛坯的所述側(cè)面中的至少一者的一側(cè)抽出第一組縱向紗線的紗線，以形成所述毛坯的與葉片平臺(tái)預(yù)成型件對(duì)應(yīng)的部分，并且將第二組縱向紗線的紗線插入到所述纖維毛坯中，同時(shí)使所述第一組縱向紗線的所述紗線與所述第二組縱向紗線的所述紗線相互交叉。
[0019]本發(fā)明也提供一種由復(fù)合材料制成且包括如上所述的通過(guò)基體致密化的纖維預(yù)成型件的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片。本發(fā)明也提供一種包括至少一個(gè)所述葉片的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]通過(guò)以下參考附圖的描述將顯現(xiàn)出本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖顯示具有非限制性特征的實(shí)施方式。在附圖中:
[0021]圖1為集成有兩個(gè)平臺(tái)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的透視圖；
[0022]圖2為在用于制造圖1所示的風(fēng)扇葉片的三維編織的纖維毛坯中的紗線層的布置的不意圖；
[0023]圖3為顯示一種編織圖2的纖維毛坯的方法的經(jīng)平面的示意圖；以及
[0024]圖4為顯示另一種編織本發(fā)明的變型實(shí)施例的纖維毛坯的方法的經(jīng)平面的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]本發(fā)明適于制造任何具有由復(fù)合材料制成的集成平臺(tái)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，并且本發(fā)明尤其適于但不限于適于如圖1所示葉片的風(fēng)扇葉片。
[0026]在以已知的方式中，圖1中的葉片10包括機(jī)翼20、由柄腳32延伸出的厚度較大的部分形成的根部30 (例如具有燈泡狀截面)、和位于柄腳32和機(jī)翼20之間的兩個(gè)平臺(tái)40。
[0027]所述機(jī)翼20在平臺(tái)40和葉片的頂端22之間沿縱向延伸，并且其厚度的橫截面呈現(xiàn)彎曲輪廓，機(jī)翼20的厚度在兩個(gè)相反的側(cè)面(即其前邊緣24和后邊緣26)之間變化。
[0028]在其內(nèi)徑向端部，葉片20通過(guò)其外表面連接至平臺(tái)40，所述外表面用于限定空氣進(jìn)入風(fēng)扇的環(huán)形進(jìn)入通道的內(nèi)側(cè)，所述通道的外側(cè)通過(guò)殼體(未示出)限定。
[0029]在圖1的實(shí)施例中，葉片10具有兩個(gè)平臺(tái)40，該兩個(gè)平臺(tái)40從葉片的側(cè)面20 (其壓力側(cè)面20a和其吸力側(cè)面20b)延伸。當(dāng)然,本發(fā)明也適于僅具有一個(gè)平臺(tái)(例如從葉片的吸力側(cè)面延伸的平臺(tái)，而壓力側(cè)面沒(méi)有平臺(tái))的葉片。
[0030]附圖2顯示在用于制造如圖1所示的風(fēng)扇葉片的三維編織的纖維毛坯100中的紗線層的布置。
[0031]該纖維毛坯100包括中心部110和兩個(gè)側(cè)部120，中心部110形成用于所述機(jī)翼和用于所述根部的預(yù)成型件，兩個(gè)側(cè)部120在加工成型后將形成平臺(tái)的預(yù)成型件。所述毛坯的這些部分110和120大體沿與待制造的葉片的縱向相對(duì)應(yīng)的X方向延伸。在該圖中，僅僅顯示出這兩個(gè)部分的包跡線(envelope)。中間部110具有兩個(gè)相反的側(cè)面IlOa和IlOb,兩個(gè)側(cè)部120從兩個(gè)相反的側(cè)面IlOa和IlOb延伸。當(dāng)制造具有單一平臺(tái)的風(fēng)扇葉片時(shí)，僅設(shè)置這些側(cè)部中的一個(gè)。
[0032]在中心部110的將形成根部預(yù)成型件的部分112中，中心部110具有額外的厚度(在側(cè)面IlOa和IlOb之間)，該額外的厚度由待制造的葉片的根部的厚度決定。在中心部110的將形成機(jī)翼預(yù)成型件的部分114中，中心部110具有變化的厚度，該變化的厚度由待制造的葉片的機(jī)翼輪廓的厚度決定。
[0033]但簡(jiǎn)而言之，可以按照如下步驟從所述纖維毛坯100中獲得具有與待制造的葉片的形狀接近的形狀的纖維預(yù)成型件。在控制質(zhì)量后，纖維毛坯100被削平，以從織物中去除所有的額外長(zhǎng)度，從而使部件具有與注塑模具相匹配的尺寸。切削步驟(cutting-outstep)尤其適用于所述毛坯的將形成根部預(yù)成型件的部分112、所述前邊緣、所述后邊緣、形成葉片預(yù)成型件的中心部110的頂端、和將形成平臺(tái)預(yù)成型件的側(cè)部120的端部。
[0034]一旦完成切削，所述毛坯通過(guò)將其攤平并抬起一個(gè)側(cè)部成型，以使得該一個(gè)側(cè)部相對(duì)于中心部的側(cè)面成90°延伸。這種狀態(tài)被鎖定并且翻轉(zhuǎn)所述預(yù)成型件。然后，使所述毛坯的中心部變形以重新生成所述葉片的彎曲輪廓。之后，相對(duì)于所述中心部的對(duì)應(yīng)的側(cè)面成90°展開(kāi)所述側(cè)部。這樣產(chǎn)生具有形成用于機(jī)翼與根部的預(yù)成型件的一個(gè)部分和形成用于平臺(tái)的預(yù)成型件的兩個(gè)部分的單件纖維預(yù)成型件。然后，使產(chǎn)生的纖維預(yù)成型件變干，并將其放置于注塑模具中。
[0035]通過(guò)將預(yù)成型件保持在模具中至少直至預(yù)成型件已經(jīng)硬化(或者固化)以使基質(zhì)(matrix)沉積在纖維預(yù)成型件中。基質(zhì)的特性是依據(jù)需要的應(yīng)用來(lái)選擇的，例如尤其從樹(shù)脂中獲取的有機(jī)基質(zhì)，樹(shù)脂為聚合物基質(zhì)的前體，例如環(huán)氧基樹(shù)脂，雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂，或聚酰亞胺樹(shù)脂，或碳基質(zhì)，或陶瓷基質(zhì)。對(duì)于有機(jī)基質(zhì)，在在模具中成型之前，用包含基質(zhì)前體樹(shù)脂的組合物浸潰所述纖維預(yù)成型件，或在成型后，再執(zhí)行浸潰，例如通過(guò)注入或者樹(shù)脂傳遞成型(RTM)方法。對(duì)于碳基質(zhì)或陶瓷基質(zhì)，可以通過(guò)化學(xué)氣相滲透法(CVT)或用包含有樹(shù)脂的液體組合物浸潰來(lái)執(zhí)行硬化，該樹(shù)脂為碳或陶瓷的前體，且然后對(duì)該前體運(yùn)用熱解或陶瓷化加熱處理，這些方法本身是公知的。
[0036]將在以下詳細(xì)描述能夠三維地編織纖維毛坯100的方法。
[0037]假設(shè)用沿所述毛坯的縱向X延伸的經(jīng)紗來(lái)進(jìn)行編織，可以理解的是，也可以用沿著該方向延伸的緯紗來(lái)進(jìn)行編織。
[0038]附圖3為用于制造如圖2所示的纖維預(yù)成型件的三維的纖維毛坯100的經(jīng)平面。此處使用的術(shù)語(yǔ)“經(jīng)”平面指代所述纖維毛坯中的沿垂直于緯紗的方向延伸的平面，并且該“經(jīng)”平面包含一列經(jīng)紗(在圖2中，連續(xù)的線代表經(jīng)紗)。
[0039]例如，在將形成根部預(yù)成型件的部分112中，在所述纖維毛坯的相反的側(cè)面IlOa和IlOb之間，所述纖維毛坯可以包括24層經(jīng)紗(；到(:24和同樣層數(shù)的緯紗&到&4。在該部分112中，編織為互鎖型編織同時(shí)在與相反的側(cè)面IlOa和IlOb鄰近的部分中的經(jīng)紗C1到C24采用緞紋型編織。具有位于其芯部的互鎖型編織和位于其表面的二維或三維緞紋型編織的纖維結(jié)構(gòu)的三維編織是已知的?？梢詤⒖嘉募02006/136755。
[0040]在形成機(jī)翼預(yù)成型件的部分114中，纖維毛坯的厚度在其側(cè)面IlOa和IlOb之間變化。因此，為了考慮使待制造葉片的輪廓變薄，逐漸從所述纖維毛坯中取出經(jīng)紗層和相應(yīng)數(shù)目的緯紗層。在圖3的實(shí)施例中，經(jīng)紗C2、(:3和(；依次從側(cè)面IlOa —側(cè)取出，并且經(jīng)紗C23X22和C21依次從相反的側(cè)面IlOb—側(cè)退出。這種包括退出編織在纖維毛坯的織物中的紗線的操作是已知的。可以參考文件EP1528285。
[0041]在纖維毛坯的部分114的區(qū)域116中，形成有編織的側(cè)部120，該編織的側(cè)部120將形成平臺(tái)預(yù)成型件。為了實(shí)現(xiàn)該目的，從纖維毛坯的每個(gè)側(cè)面的一側(cè)退出經(jīng)紗層，并且將該經(jīng)紗層與特定的緯紗層進(jìn)行編織。在圖3的實(shí)施例中，鄰近的經(jīng)紗C5至C7從側(cè)面IlOa —側(cè)退出，并且與緯紗h至t3進(jìn)行編織來(lái)形成一個(gè)側(cè)部120。類(lèi)似地，鄰近的經(jīng)紗C18至C2tl從其它側(cè)面IlOb —側(cè)退出，并且與緯紗t22至t24進(jìn)行編織來(lái)形成另一個(gè)側(cè)部120。非相互連接的區(qū)域布置在形成部分120的經(jīng)紗層和將形成機(jī)翼預(yù)成型件的部分114的經(jīng)紗層之間。
[0042]此外，盡管退出這些經(jīng)紗以形成側(cè)部120，但是為了保證纖維毛坯中纖維密度恒定，從所述纖維毛坯中退出的用于使所述葉片的輪廓的厚度逐漸減小的經(jīng)紗中的至少一部分插入到所述纖維毛坯的部分114的區(qū)域116中(這里，在側(cè)面IlOa—側(cè)的經(jīng)紗C3和C4以及在側(cè)面IlOb —側(cè)的C21、C22和C23)。因此，這些經(jīng)紗穿過(guò)經(jīng)紗C5至C7 (在側(cè)面IlOa —側(cè))和經(jīng)紗C18至C2tl (在側(cè)面IlOb —側(cè))，優(yōu)選地，處于部分114和側(cè)部120的連接處，部分114與機(jī)翼預(yù)成型件相對(duì)應(yīng)，側(cè)部120與平臺(tái)預(yù)成型件相對(duì)應(yīng)。
[0043]因此，位于側(cè)面I IOa —側(cè)的經(jīng)紗C3和C4以及位于側(cè)面I IOb —側(cè)的經(jīng)紗C21X22和C23在它們離開(kāi)所述纖維毛坯的部分114的區(qū)域和它們重新插入的區(qū)域116之間浮動(dòng)(即，它們保持在纖維毛坯的表面上，而不與緯紗相互連接)。如果需要使機(jī)翼輪廓的厚度逐漸減少，可以在所述纖維毛坯的部分114的更下游再次抽取這些經(jīng)紗中的至少一部分。例如，在圖3中，其適用于經(jīng)紗C3、C21、C22和C23。在隨后的纖維毛坯成型步驟中，這些位于其從纖維毛坯中退出和被重新插入的位置之間的經(jīng)紗C3，C21, C22和C23部分被切除。
[0044]附圖3顯示在區(qū)域116中重新插入所述纖維毛坯的部分114中的經(jīng)紗與從區(qū)域116中抽出的經(jīng)紗相互交叉，以編織將形成所述平臺(tái)預(yù)成型件的側(cè)部120的實(shí)施例。當(dāng)然，可以使用其他已知類(lèi)型的交叉，尤其是為了避免太過(guò)突然的交叉。
[0045]附圖4顯示用于制造渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片的纖維毛坯的纖維毛坯100'的緯平面，其是以不同方式編織的。
[0046]在這種實(shí)施方式中，待制造葉片的機(jī)翼的輪廓的厚度不會(huì)逐漸減小，至少?gòu)钠脚_(tái)到葉片底部不會(huì)逐漸減小(即厚度保恒定)。
[0047]在將形成根部預(yù)成型件的部分112'中，并且位于相反的側(cè)面100' a和100' b之間，該纖維毛坯100'包括24層經(jīng)紗C1到C24和同樣層數(shù)的緯紗到t24。在該部分112'中，編織為互鎖型編織同時(shí)在與相反側(cè)面相鄰近的部分中對(duì)經(jīng)紗C1到C24采用緞紋型編織。
[0048]在將形成機(jī)翼平臺(tái)的部分Ilf中，纖維毛坯的厚度在其側(cè)面10(V a和10(V b之間保持恒定，因此沒(méi)有經(jīng)紗層被抽取。
[0049]如上所述的實(shí)施方式中，在纖維毛坯的部分114'的區(qū)域116'中，編織有將形成平臺(tái)預(yù)成型件的側(cè)部120'。為了實(shí)現(xiàn)該目的，在圖4的實(shí)施例中，臨近的經(jīng)紗C5至C7從側(cè)面110' a的一側(cè)退出，并且與緯紗&至〖3進(jìn)行編織來(lái)形成一個(gè)側(cè)部120'。類(lèi)似地，鄰近的經(jīng)紗C18至C2tl從側(cè)面110' b 一側(cè)退出，并且與緯紗t22至t24進(jìn)行編織來(lái)形成另一個(gè)側(cè)部12(V。
[0050]盡管退出了將形成側(cè)部120'的經(jīng)紗，然而為了保證纖維密度恒定，增加的經(jīng)紗C/至C3'和02/至C23'被引入到纖維毛坯的部分114'的區(qū)域116'中。因此，這些經(jīng)紗與經(jīng)紗C5至C7 (在側(cè)面100' a 一側(cè))和經(jīng)紗C18至C20 (在側(cè)面100' b 一側(cè))交叉，優(yōu)選地，在與機(jī)翼預(yù)成型件相對(duì)應(yīng)的部分114'和與平臺(tái)預(yù)成型件相對(duì)應(yīng)的側(cè)部120'連接的位置交叉。
[0051 ] 可以想像其他不同的編織本發(fā)明纖維預(yù)成型件的變型方式。
[0052]尤其地，當(dāng)待制造的葉片僅有一個(gè)平臺(tái)時(shí)，抽取用于編織其預(yù)成型件的紗線層就只能從該纖維預(yù)成型件的一個(gè)側(cè)面的一側(cè)進(jìn)行抽取。如果僅有少量紗線層能夠用于編織平臺(tái)預(yù)成型件，這種方案能夠獲得更大的靈活性。
[0053]同樣能夠制造具有用于從其側(cè)面延伸的半個(gè)平臺(tái)的預(yù)成型件的纖維預(yù)成型件。由該預(yù)成型件制造出的葉片的半個(gè)平臺(tái)就不能全部覆蓋兩個(gè)鄰近葉片之間的空間，且必須使缺失的半個(gè)平臺(tái)獨(dú)立。然而，由于其編織不需要考慮機(jī)翼的曲率，因此相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)。
[0054]在圖3中的編織的替代方式中，待制造的葉片的機(jī)翼的厚度可以通過(guò)使用重量可變化的緯紗來(lái)改變。這種替代方式能夠避免從纖維毛坯中抽取紗線層然后在稍微下游處將它們重新插入。
[0055]在編織該纖維毛坯的另一種替代方式中，能夠?qū)φ蹣?gòu)成平臺(tái)預(yù)成型件的經(jīng)紗并將其一起進(jìn)行編織，這樣做是為了使在定位該平臺(tái)的特定位置處從纖維毛坯中抽取纖維更容易。
【權(quán)利要求】
1.一種纖維預(yù)成型件的制造方法，該纖維預(yù)成型件用于制造由復(fù)合材料制成的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，所述葉片(10)具有沿縱向延伸的機(jī)翼(20)并且具有兩個(gè)相反的側(cè)面(24、26)和至少一個(gè)從側(cè)面延伸的平臺(tái)(40)，所述方法包括: 通過(guò)使用多個(gè)縱向紗線(C1至C24)進(jìn)行三維編織制造單件的纖維毛坯(100 ;100')，所述多個(gè)縱向紗線沿與待制造的所述葉片的縱向相對(duì)應(yīng)的方向延伸且與多個(gè)橫向紗線層(ti至t24)的紗線相互連接； 成型所述纖維毛坯以獲得單件的纖維預(yù)成型件，該纖維預(yù)成型件具有形成機(jī)翼預(yù)成型件的第一部分和至少一個(gè)形成平臺(tái)預(yù)成型件的第二部分； 其特征在于，在所述纖維毛坯的編織過(guò)程中，在所述纖維毛坯的所述側(cè)面(110a，110b)中的至少一者的一側(cè)從所述纖維毛坯中抽出第一組縱向紗線的紗線(C5至C7X18至C2tl),以形成所述毛坯的與葉片平臺(tái)預(yù)成型件對(duì)應(yīng)的部分(120)，將第二組紗線的紗線(C3、C4, C21,C22和C23;C/至C3')插入到所述纖維毛坯中，并且使所述第一組的紗線與所述第二組的紗線相互交叉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一組的紗線和所述第二組的紗線的交叉發(fā)生在鄰近所述毛坯的與所述葉片平臺(tái)預(yù)成型件對(duì)應(yīng)的部分和所述毛坯的與所述機(jī)翼預(yù)成型件對(duì)應(yīng)的部分的連接處的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，插入到所述纖維毛坯的所述第二組紗線中的紗線來(lái)自預(yù)先從所述纖維毛坯中抽出的縱向紗線層，以使所述毛坯的厚度在所述毛坯的寬度方向上減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述纖維毛坯的成型包括:切除所述第二組紗線的位于所述纖維毛坯的抽出紗線的區(qū)域和紗線插入所述纖維毛坯的區(qū)域之間的紗線部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其中，所述第二組紗線中的至少一部分紗線從位于所述紗線插入到所述纖維毛坯的區(qū)域的下游的所述纖維毛坯抽出，以使所述毛坯的厚度從所述毛坯的與所述葉片平臺(tái)預(yù)成型件對(duì)應(yīng)的部分的下游在所述毛坯的寬度方向上減小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，插入到所述纖維毛坯中的所述第二組紗線的至少一部分紗線來(lái)自另外的縱向紗線層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述纖維毛坯的每個(gè)側(cè)面上從所述纖維毛坯中抽出紗線并且將該紗線插入到所述纖維毛坯中，以形成所述毛坯的與兩個(gè)葉片平臺(tái)預(yù)成型件對(duì)應(yīng)的部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述纖維毛坯的成型包括:切削所述毛坯的與所述葉片預(yù)成型件對(duì)應(yīng)的部分，以具有需要的尺寸，并且沿與所述毛坯的側(cè)面大體正交的方向展開(kāi)所述毛坯的所述部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，沿與待制造的葉片的縱向相對(duì)應(yīng)的方向延伸的所述縱向紗線為經(jīng)紗。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，沿與待制造的葉片的縱向相對(duì)應(yīng)的方向延伸的所述縱向紗線為緯紗。
11.一種用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片(10)的纖維預(yù)成型件，所述葉片具有沿縱向延伸的機(jī)翼(20)、兩個(gè)相反的側(cè)面(24、26)以及至少一個(gè)從側(cè)面延伸的平臺(tái)(40),所述預(yù)成型件包括編織為單件的纖維毛坯，該纖維毛坯通過(guò)使用多個(gè)縱向紗線(C1至C24)進(jìn)行三維編織而編織成，所述多個(gè)縱向紗線沿與待制造的所述葉片的縱向相對(duì)應(yīng)的方向延伸且與多個(gè)橫向紗線層(^至丨^的紗線相互連接，其特征在于，在所述纖維毛坯的所述側(cè)面(IlOaUlOb)中的至少一者的一側(cè)從所述纖維毛坯中抽出第一組縱向紗線的紗線(C5至C7、C18至C2tl)，以形成所述毛坯的與葉片平臺(tái)預(yù)成型件對(duì)應(yīng)的部分(120)，將第二組縱向紗線的紗線(C3、C4、C21、C22和C23;C/至C3')插入到所述纖維毛坯中，并且使所述第一組的紗線與所述第二組的紗線相互交叉。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的預(yù)成型件，其中，所述第一組的紗線和所述第二組的紗線的交叉發(fā)生在鄰近所述毛坯的與所述葉片平臺(tái)預(yù)成型件對(duì)應(yīng)的部分和所述毛坯的與所述機(jī)翼預(yù)成型件對(duì)應(yīng)的部分的連接處的位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的預(yù)成型件，其中，在所述纖維毛坯的每個(gè)側(cè)面上從所述纖維毛坯中抽出紗線并且將該紗線插入到所述纖維毛坯中，以形成所述毛坯的與兩個(gè)葉片平臺(tái)預(yù)成型件對(duì)應(yīng)的部分。
14.一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，該渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片由復(fù)合材料制成且包括通過(guò)基質(zhì)硬化的根據(jù)權(quán)利要求11至13中的任一項(xiàng)所述的纖維預(yù)成型件。
15.一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇，該渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求14所述的葉片。
【文檔編號(hào)】F01D5/28GK104040056SQ201380004969
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月9日
【發(fā)明者】雅恩·馬兒查爾, 多米尼克·酷派, 吉恩-諾爾·馬修, 布魯諾·杰克斯·杰拉德·達(dá)米布瑞恩 申請(qǐng)人:斯奈克瑪