用于飞行器涡轮发动机部件的修复方法与流程

本发明涉及用于飞行器涡轮发动机部件的修复方法的，该部件包括下部面板、上部面板和具有蜂窝结构的芯部。本发明属于通过增材制造来修复飞行器涡轮发动机部件的方法的一般。

背景技术：

1、文献us-a1-2015275687和ep-a1-2930011中说明了现有技术。

2、与由金属材料制成的部件相比，复合材料制成的部件由于质量小、机械性能好而在航空航天工业中得到广泛应用。例如，这些部件被用来装备飞行器涡轮发动机。

3、由复合材料制成的部件具有夹层结构，并且通常包括下部面板、上部面板以及布置在下部面板和上部面板之间的具有蜂窝结构的芯部。上部面板和下部面板通常由有机基质复合材料(被称为cmo，composite a matrice organique)制成。因此，复合材料包括由聚合物材料(诸如热塑性或热固性材料)形成的有机基质和嵌入在基质中的增强纤维(诸如碳纤维)。芯部通常由金属材料制成，并且有助于增加部件的机械强度，以抵抗在涡轮发动机运行期间施加到部件上的应力，同时确保低重量。

4、通常，热固性聚合物材料基质优选地用于制造用于涡轮发动机的部件。然而，这种材料的成本很高，并且对环境的影响也很大。因此，需要确保由具有热固性聚合物材料基质的复合材料形成的部件的耐久性。

5、在运行中，部件的厚度可能受损，并且由此可能在下部面板和/或上部面板以及芯部中都表现出损伤。为了使部件的制造成本是有利可图的并且最小化其对环境的影响，最好是对受损的部件进行修复，而不是用未受损的部件完全地替换它。

6、已知一种制造方法，在该制造方法中，树脂被放置在上部面板和下部面板之间以代替受损的芯部。由此树脂保持了部件的机械功能和尺寸特征。然而，该部件没有被恢复，因为芯部的一部分不再具有蜂窝结构。此外，树脂的存在使部件更重。最后，树脂在部件的结构中产生不均匀性，从而形成机械薄弱的点。

7、此外，还已知一种修复方法，在该修复方法中，首先将受损部件的芯部移除。然后通过增材制造提供替换构件。随后将替换构件布置在部件中，以代替芯部的受损部分从而对部件进行修复。通过连接元件将替换构件附接到部件上。这种方法例如在文献fr-a1-3075690中示出。

8、这种方法的缺点是它引入了原始部件中不存在的连接元件。这使得部件更重并且更复杂。此外，需要提供与被移除的芯部具有完全相同结构的替换构件，这使得该修复方法非常复杂。替换构件在部件中的布置方式也要求操作者非常灵巧。这种操作是繁琐的，使得修复方法冗长且昂贵。

9、在这种情况下，需要提供一种易于实施并且能够对部件进行修复、同时保持部件的结构和机械性能的修复方法，在该部件中，下部面板和/或上部面板以及具有蜂窝结构的芯部被损坏。

技术实现思路

1、为此，本发明提出了一种用于飞行器涡轮发动机的部件的修复方法，所述部件包括：下部面板、上部面板和芯部，所述芯部具有布置在所述下部面板和所述上部面板之间的蜂窝结构，所述部件包括未受损部分和至少部分受损部分，所述修复方法包括以下步骤：

2、(a)从待修复区域移除所述下部面板或上部面板的至少一部分；

3、(b)从所述待修复区域移除所述芯部的至少一部分；

4、(c)通过增材制造直接在所述部件上的所述待修复区域中重新形成所述芯部；

5、(d)直接在所述部件上的所述待修复区域中重新形成所述下部面板或所述上部面板。

6、根据本发明的修复方法使得能够直接在部件上重新形成芯部和下部面板和/或上部面板。增材制造使得形成待恢复芯部的蜂窝结构以相同的方式直接被打印在部件上。因此，该部件不包括任何附加的紧固元件，因为芯部和上部面板和/或下部面板被直接制造在该部件上。该方法还消除了在部件中布置替换构件并且将该构件连接到部件的耗时步骤。此外，修复后的部件不会增加太多重量。部件的结构和机械性能也得以保留。

7、根据本发明的所述方法可以包括以下单独或相互组合使用的特征中的一个或多个：

8、-步骤(c)包括以下子步骤：

9、(c1)提供数字模型，所述数字模型包括所述芯部的所述未受损部分的空间坐标；

10、(c2)向增材制造装置供应第一修复材料，所述装置包括喷嘴；

11、(c3)根据在步骤(c1)中获得的所述空间坐标沉积所述第一修复材料，以重新形成所述芯部，

12、-所述芯部由与所述第一修复材料相同的材料制成，

13、-所述第一修复材料选自金属材料，诸如铝，

14、-所述下部面板和/或所述上部面板包括多个层，

15、-移除所述芯部的至少一部分的步骤(b)是沿着所述部件的具有椭圆形式的横截面的轮廓来执行的，所述椭圆具有短轴和长轴，

16、-所述喷嘴是圆柱形的，并且所述椭圆具有沿着所述短轴测量的高度，该高度大于或等于所述喷嘴的半径，

17、-所述椭圆具有沿着所述长轴测量的宽度，该宽度大于或等于所述喷嘴的所述半径的两倍，

18、-所述蜂窝结构具有多个单元，所述多个单元以距离d分隔开，所述喷嘴的直径大于或等于所述距离d的两倍，

19、-所述下部面板和所述上部面板由复合材料制成。

技术特征：

1.一种用于飞机涡轮发动机的部件(1)的修复方法，所述部件(1)包括下部面板(3)、上部面板(2)和芯部(4)，所述芯部具有布置在所述下部面板(3)和所述上部面板(2)之间的蜂窝结构，所述部件(1)包括未受损部分(5)和至少部分受损部分(6)，所述修复方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)包括以下子步骤：

3.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述芯部(4)由与所述第一修复材料相同的材料形成。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述第一修复材料选自金属材料，诸如铝。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述下部面板(3)和/或所述上部面板(2)包括多个层(2a)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，移除所述芯部(4)的至少一部分的步骤(b)是沿着所述部件的具有椭圆(7)形式的横截面的轮廓来执行的，所述椭圆具有短轴(y)和长轴(x)。

7.根据权利要求6和权利要求2所述的方法，其特征在于，所述喷嘴(8c)是圆柱形的，并且所述椭圆(7)具有沿着所述短轴(y)测量的高度，所述高度大于或等于所述喷嘴(8c)的半径。

8.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述椭圆(7)具有沿着所述长轴(x)测量的宽度，所述宽度大于或等于所述喷嘴(8c)的所述半径的两倍。

9.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述蜂窝结构具有多个单元(4a)，所述多个单元(4a)以距离d分隔开，所述喷嘴(8c)的直径大于或等于所述距离d的两倍。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述下部面板(3)和所述上部面板(2)由复合材料制成。

技术总结
本发明涉及一种用于飞行器涡轮发动机的部件(1)的修复方法，该部件(1)包括下部面板(3)、上部面板(2)和芯部(4)，该芯部具有布置在下部面板(3)和上部面板(2)之间的蜂窝结构，该部件(1)包括未受损部分(5)和至少部分受损部分(6)，该修复方法包括以下步骤：(a)从待修复区域移除下部面板(3)或上部面板(2)的至少一部分；(b)从待修复区域移除芯部(4)的至少一部分；(c)通过增材制造直接在部件(1)上的待修复区域中重新形成芯部(4)；(d)直接在部件(1)上的待修复区域中重新形成下部面板(3)或上部面板(2)。

技术研发人员：马蒂厄·朱利安·沙尔拉斯,A·F·派克斯奥,西蒙·塔利巴特
受保护的技术使用者：赛峰飞机发动机公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13