制造用于涡轮发动机的复合叶片的压实组件和方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及制造用于涡轮发动机的复合叶片的压实组件和方法以及用于涡轮发动机的复合叶片。复合叶片可以是包括由三维编织的纱线或纤维制成的预制件和保持预制件的纱线之间的相对定位的粘合剂的类型的叶片。所述预制件可以由经纱纱线和玮纱纱线制成，其中经纱纱线的方向形成预制件的纵向方向。
[0002]具体地，本方法涉及制造用于涡轮发动机、尤其是涡轮喷气发动机的风扇叶片。然而，还设想制造用于在低压压缩机中使用的叶片，其中在运行时达到的温度与这种类型的叶片的高温强度相容。还设想制造用于无管道(或〃开放转子〃)风扇的叶片或实际上具有并入其中的平台的叶片的。
【背景技术】
[0003]在常规方式下，由复合材料、尤其是由碳纤维制作的风扇叶片由预浸渍的单向层板的堆叠件制造，在压热器中尽心压实和聚合之前所述预浸渍的单向层板制造以具有不同取向的连续层板的方式放置在模具中。该技术是非常困难的，并且需要手动地执行层板堆叠操作，这是漫长的并且昂贵的。
[0004]还已经提出制作干燥纤维的编织的预制件，所述干燥纤维在通过将树脂注射到闭合模具内进行浸渍之前随后通过缝合组装在一起。替代选择在于制作在注塑之前与一个或更多个固体嵌件组装在一起的单个编织的预制件。然而，那些解决方案(专利文件US5672417和US5013216)存在需要多个零件组装在一起和在例如由于分层而特别可能薄弱的这种组装区域部位内产生的缺点，这在机械强度方面、尤其是对于抵抗冲击的能力来说是非常有害的。
[0005]为了克服那些缺点，专利文件FR2861143提出由三维编织的纱线或纤维制作预制件，使可能在切割并且具有注射到其中的粘合剂之后独立地形成最终零件成为可能，所述最终零件形成涡轮发动机叶片的所有部分，而无需依赖于嵌件或任何其它配合元件。
[0006]具体地，使用在专利文件FR2892339中描述的制造方法，在所述制造方法期间编织的并且然后切割的预制件在注射粘合剂之前放置在模具中并且然后进行其硬化。
[0007]然而，目前依然存在与实施成形的方式相关的各种问题。
【发明内容】
[0008]本公开涉及能够避免上面提到的缺点的压实组件。具体地，该压实组件使得能够执行预制件的预压实。
[0009]压实组件可以用于通过三维编织纱线获得的预制件上，以便形成用于涡轮发动机的复合叶片，所述预制件同时包括叶片的翼型件、根部和在翼型件与根部之间的叶片的舌部。
[0010]压实组件包括成形模具和可竖直移动的压实工具，所述成形模具限定了用于接收编织的预制件(其可以之前已经切割)的向上敞开的壳体，所述可竖直移动的压实工具用于与成形模具协作以形成当所述预制件放置在壳体中时使所述预制件能被压实的压实组件。
[0011]压实组件可以限定纵向方向和平行于该纵向方向竖直中间平面。
[0012]压实工具可以配置为向下朝向成形模具移动。
[0013]压实工具至少具有根部部分。例如，压实工具可以仅包括根部部分，或它可以包括根部部分和舌部部分两者。在这种情下，根部和舌部部分可以形成单个块，或相反，它们可以彼此分开。当它们为分开的时候，舌部部分本身可以再分为至少三个分开的压实块，包括中心压实块，所述压实块配置为以独立的方式向下朝向成形模具移动。具体地，压实块可以以中心压实块开始以顺序的方式下降。
[0014]本公开还涉及通过利用压实组件制造用于涡轮发动机的复合叶片的方法，并且它还涉及用于涡轮发动机的复合叶片。
【附图说明】
[0015]在阅读参考附图作出的以下描述后，本发明的其它优点和特征显而易见，其中:
[0016].图1是在切割之后的示例预制件的透视的总视图；
[0017].图2示出了示例制造方法中的制造步骤；
[0018].图3和4是在图2的方向III和IV上的剖视图，示出了压实对预制件的两个不同部分的轮廓的影响，使用了本发明的第一实施例中的压实组件；
[0019].图5是图1的预制件的局部视图，以放大的方式不出根部和舌部；
[0020].图6是类似于图4的剖视图的剖视图，示出了压实组件的另一示例；
[0021 ].图7是图6的压实组件的压实工具的透视图；
[0022].图8和9是复合叶片部分的对比示意图，所述叶片以不同方式制造；以及
[0023].图10和11示出了如何测量具有两种典型屈曲构造的两个纤维的偏转角度。
【具体实施方式】
[0024]在下面参考附图详细地描述实施例。这些实施例示出了本发明的特征和优点。然而，应当想到，本发明不限于这些实施例。
[0025]在一实施例中，制造方法以在于通过编制制作三维预制件的第一步骤a)开始，编织的预制件包括经纱纱线20a和玮纱纱线20b。这两组纱线包括可以在视觉上与其它纱线区分开并且至少规律地位于预制件的表面处的示踪纱线22。
[0026]例如，经纱和玮纱纱线可以取自从由碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、芳族聚酸胺纤维、芳香聚酰胺纤维组成的组。
[0027]编制为单件的预制件然后在该方法的第二步骤b)中进行切割。更准确地，编织的预制件通过围绕基于预定的三维夹具的轮廓进行切割，所述预定的三维设计为使得预制件在变形之后匹配最终零件的形状。这种切割可以利用水射流、和/或通过机械装置(剪刀、刀具、锯、…)、和/或通过激光切割来执行。
[0028]这导致如在图1中示出的切割的预制件10a。可以看见形成叶片的翼型件12和根部14以及舌部13的部分，所述舌部13为翼型件12与根部14之间的过渡部分。具体地，用于三维编织的经纱纱线20a和玮纱纱线20b是碳纤维(黑色)，其中玻璃或凯芙拉纤维(白色)形成示踪纱线22，所述示踪纱线22沿着平行于经纱纱线20a的主纵向方向并且沿着平行于玮纱纱线20b的横向方向基本上位于预制件的表面处。以此方式，示踪纱线22在黑色的预制件的其余部分上在颜色方面看起来像白色的，并且因此示踪纱线22在很大程度上可见。此外，示踪纱线可通过常规无损检查技术(X-射线断层扫描或超声类型)来检测，以便核实最终零件是否合规。
[0029]具体地，示踪纱线22在该示例中示为在预定位置处在叶片的两面(所述两面分别形成压力侧壁17和吸收侧壁18)的表面处，以便充当在切割步骤之前以及在如在下面解释的处理预制件的其它步骤之前用于定位目的的参考点。
[0030]在切割步骤期间，设置成保存沿着至少一个参考面16位于预制件的表面处的一系列示踪纱线2 2，在该示例中使出的所述参考面16是形成前边缘的面。
[0031]其后，切割的预制件1a在步骤c)期间经受预变形。
[0032]具体地，在步骤c)期间，所述预变形通过将切割的预制件1a放置在成形模具24(图2)中来执行，所述成形模具24具有在它们之间界定了接收切割的预制件1a的腔(壳体26)的各个部分，并且具有用作用于定位示踪纱线22中的至少一些的参考的标记。
[0033]各种系统可以用于识别和定位切割的预制件10a，尤其是激光投影仪27(参见图
2)，所述激光投影仪27将光束投影在用于示踪纱线22的理想位置上，使得易于相应地移动对应的示踪纱线22，以便获得预定的定位。
[0034]替代地或额外地，再现示踪纱线22中的一些或所有的轮廓和/或位置的标记可以被布置在预制件上，以便核实它是否适当地定位。
[0035]当切割的预制件1a放置在成形模具24中时，切割的预制件1a置于通过绕平行于其主方向的轴线XX’应用旋转(图2中的箭头25a)而使它变形的构造，由此具有绕该轴线扭曲翼型件的效果。
[0036]在一些实施例中，还可以设置为成形模具24存在可移动部分24a，所述可移动部分24a是可滑动的，意图占据抵靠预制件的根部14的自由端的位置，以便施加对预制件的该部分14赋予期望的变形的应力(图2中的箭头25b)，或当正在赋予预制件1b的其它部分变形时，所述可移动部分24a避免了在该部分中的某些类型的变形。
[0037]应当理解