由两个3D编织纤维预制件包围的芯体构成的复合涡轮发动机部件的制作方法

本发明涉及复合材料涡轮发动机部件的一般领域，该复合材料涡轮发动机部件由被外蒙皮包围的中心芯体形成。本发明特别适用于涡轮发动机叶片领域，例如扩散器叶片。

背景技术：

1、众所周知，制造由中心芯体形成的复合材料部件，该中心芯体被外蒙皮包围，外蒙皮为部件提供了机械性能，而芯体使得减轻质量成为可能。

2、这种复合材料设计对于经受弯曲应力的部件是有利的。

3、在制造这种复合材料部件中使用3d编织纤维预制件也是已知的。

4、为了制造具有精细边缘的部件，已知制造形成护套的3d编织纤维预制件，芯体插入护套内。然而，这种解决方案会导致出现缺陷，例如在将中心芯体插入由纤维预制件形成的护套时夹住或钩住股线。此外，3d编织纤维预制件是护套的事实施加了编织限制，例如，在护套的整个高度上总层数是相同的，从而限制了部件的设计选择。

技术实现思路

1、因此，本发明的主要目的是提供一种解决上述问题的解决方案。

2、根据第一方面，本发明涉及一种涡轮发动机部件，所述部件包括中心芯体，所述中心芯体包括第一面和与第一面相对的第二面，其特征在于，所述中心芯体首先被位于中心芯体的第一面上的第一外蒙皮所包围，所述第一外蒙皮由包括根据三维编织而编织的第一纤维增强织物的复合材料制成，其次被位于中心芯体的第二面上的第二外蒙皮所包围，所述第二外蒙皮由包括根据三维编织而编织的第二纤维增强织物的复合材料制成。

3、这样的部件可以局部地使纤维增强件适应部件的局部应力。此外，这样的部件能够制造出精细的边缘。

4、根据可能的特征，第一纤维增强件和第二纤维增强件具有不同的编织图案。

5、根据可能的特征，第一纤维增强件和第二纤维增强件具有不同的股线尺寸。

6、根据可能的特征，第一纤维增强件和第二纤维增强件具有不同数量的层。

7、根据一个可能的特征，第一纤维增强件和第二纤维增强件中的至少一个包括具有第一股线尺寸的第一部分和具有第二股线尺寸的第二部分。

8、根据一个可能的特征，部件包括由形成在第一纤维增强件或第二纤维增强件上的至少一个脱粘区域形成的平台，所述脱粘区域向后弯曲以便从所述部件突出。

9、根据一个可能的特征，增强帘布层位于第一外蒙皮和第二外蒙皮中的至少一个上，该增强帘布层(ply)是通过二维编织而编织的帘布层、或者通过三维编织而编织的帘布层、或者单向纤维片。

10、根据一个可能的特征，部件是异形部件，包括吸力侧、压力侧、前缘和后缘，第一外蒙皮布置在压力侧，第二外蒙皮布置在吸力侧。

11、根据一个可能的特征，第一外蒙皮和第二外蒙皮在前缘和后缘处接合。

12、根据一个可能的特征，第一外蒙皮和第二外蒙皮中的至少一个具有在前缘处减小的厚度，并且第一外蒙皮与第二外蒙皮中的至少一个具有在后缘处减小的厚度。

13、根据一个可能的特征，第一纤维增强件包括以下中的至少一种：

14、-与所述第二纤维增强件的编织图案不同的编织图案；

15、-比所述第二纤维增强件的股线更大的股线；

16、-比所述第二纤维增强件的层数更高的层数；

17、-比所述第二纤维增强件的经/纬比更低的经/纬比。

18、根据第二方面，本发明涉及一种用于制造根据任何可能的特征的部件的方法，包括以下步骤：

19、-通过三维编织制造第一纤维增强件和第二纤维增强件；

20、-将所述第一纤维增强件和所述第二纤维增强件围绕所述中心芯体放置，以包围所述中心芯体，所述第一纤维性增强件抵靠所述中心芯体的所述第一面设置，并且所述第二纤维性增强件抵靠所述中心芯体的第二面设置；

21、-使所述第一纤维增强件和所述第二纤维增强件致密化，以形成所述第一外蒙皮和第二外蒙皮。

技术特征：

1.一种涡轮发动机部件(1)，包括由刚性蜂窝状材料制成的中心芯体(2)，所述中心芯体包括第一面和与所述第一面相对的第二面，其特征在于，所述中心芯体(2)首先被位于所述中心芯体(2)的第一面上的第一外蒙皮(3)所包围，所述第一外蒙皮由包括根据三维编织而编织的第一纤维增强件(31)的复合材料制成，其次被位于所述中心芯体(2)的第二面上的第二外蒙皮(4)所包围，所述第二外蒙皮由包括根据三维编织而编织的第二纤维增强件(41)的复合材料制成。

2.根据权利要求1所述的部件(1)，其中所述第一纤维增强件(31)和所述第二纤维加强件(41)具有不同的编织图案。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的部件(1)，其中所述第一纤维增强件(31)和所述第二纤维增强件(41)具有不同的股线尺寸。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的部件(1)，其中所述第一纤维增强件(31)和所述第二纤维加强件(41)具有不同数量的层。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的部件(1)，其中所述第一纤维增强件(31)和所述第二纤维增强件(41)中的至少一个包括具有第一股线尺寸的第一部分(31a，41a)，以及具有第二股线尺寸的第二部分(31b，41b)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的部件(1)，其中所述部件(1)包括由形成在所述第一纤维增强件(31)或第二纤维增强件(41)上的至少一个脱粘区域(51)形成的平台(5)，所述脱粘区域(51)向后弯曲以便从所述部件(1)突出。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的部件(1)，其中增强帘布层(6)位于所述第一外蒙皮(3)和第二外蒙皮(4)中的至少一个上，所述增强帘布层(6)是通过二维编织而编织的帘布层、或者通过三维编织而编织的帘布层、或者单向纤维片。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的部件(1)，其中所述部件(1)是异形部件(1)，包括压力侧(11)、吸力侧(12)、前缘(13)和后缘(14)，所述第一外蒙皮(3)设置在所述压力侧(11)，所述第二外蒙皮(4)设置在所述吸力侧(12)。

9.根据权利要求8所述的部件(1)，其中所述第一外蒙皮(3)和第二外蒙皮(4)在所述前缘(13)和后缘(14)处接合。

10.根据权利要求9所述的部件(1)，其中所述第一外蒙皮(3)和第二外蒙皮(4)中的至少一个具有在所述前缘(13)处减小的厚度，并且所述第一外蒙皮(3)和第二外蒙皮(4)中的至少一个具有在所述后缘(14)处减小的厚度。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的部件(1)，其中所述第一纤维增强件(31)包括以下中的至少一个：

12.一种用于制造根据权利要求1至11中任一项所述的部件(1)的方法，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种涡轮发动机部件(1)，其包括由刚性蜂窝状材料制成的中心芯体(2)，所述中心芯体包括第一面和与所述第一面相对的第二面，其特征在于，所述中心芯体(2)首先被位于所述中心芯体(2)的第一面上的第一外蒙皮(3)所包围，所述第一外蒙皮由包括根据三维编织而编织的第一纤维增强件(31)的复合材料制成，其次被位于所述中心芯体(2)的第二面上的第二外蒙皮(4)所包围，所述第二外蒙皮由包括根据三维编织而编织的第二纤维增强件(41)的复合材料制成。

技术研发人员：朱利安·保罗·施奈德·黛·格罗斯,托马斯·加莱,杰里米·吉瓦克
受保护的技术使用者：赛峰航空器发动机
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16