[发明专利]一种凹形尤其截面为U型的复合材料件的制造方法及其实施装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种凹形复合材料件的制造方法，尤其是一种带U型截面的纵梁。同时它还涉及一种实施该方法的装置，该装置一方面对纤维预制件喷涂或浸渍适于形成基质的物质，以确保对其均匀浸渍；另一方面保证表面的状态良好，尤其确保外表面的最佳尺寸精度。

背景技术

复合材料的完成件包括一种基质，诸如由纤维加固的树脂基质。根据一种广泛应用的实施模式，纤维以纤维预制件的形式出现，由一个或数个编织或未编织的纤维折层形式出现。

在聚合阶段之前，构成基质的物质应以均匀的方式浸渍这个预制件，使其具有最佳的特性。

根据第一种被称作喷涂的操作方式，构成基质的物质一般是树脂，喷涂在预制件的一点或数点上，甚至喷涂在预制件的整个表面上，必要时可添加一种扩散剂。

根据另一种被称作浸渍(infusion)的操作方式，形成基质的物质被纳入预制件中，例如它们以一个或数个插入或粘接在构成上述预制件折层内的树脂膜形式出现。

要进行这项浸渍工序，主要采用US2004/0219244或US2005/0031720文献中所描述的工具，如图1所示。

根据上述文献，预制件10置放在一个由托板14和第一半密封隔膜16限定的第一壳体12内，即通气但阻止适于形成基质的物质通过，至少一个供给点18预置在上述第一壳体12内。

进一步地，工具包括第二壳体20，一方面它被第二气密隔膜22限定，另一方面又被第一半密封隔膜16限定。上述壳体20包括至少一个吸气孔24，用以吸取上述第二壳体20内存在的气体，同样还吸取上述第一壳体12内存在的气体。

吸取第一壳体12内的气体会引起适于形成基质的物质在整个预制件内扩散。

这样在浸制(infusion)阶段或喷涂阶段，预制件在没有吸取适于形成基质的物质时，第一半密封隔膜16确保预制件的最佳充气和排气。

预置的密封件26确保托板14和第一半密封隔膜16之间的密封性，同样地，密封件28确保托板14和第二密封隔膜22之间的密封性。

进一步地，一块引流织物30可置放在第二壳体内，以利于气体的排放。

为了使与第一半密封壁16相接触的预制件表面平滑，可在第二壳体20内使用并置入一块抛光板32，插入在引流织物和第一半密封壁16之间。抛光板同样可以使预制件上的压力均匀。

根据一种实施方式，半密封隔膜16由一块有微孔的织物组成，该微孔的微小孔径允许气体通过，但阻止例如适于形成基质的物质的粘稠液体通过。

本发明主要涉及制造航空领域里使用的纵梁，诸如飞机中心翼盒处的纵梁。

根据图2所示的一种操作模式，要使用图1中所示的那些相同部件来获取带U型截面的纵梁，托板14具有U形的形状，以适应U形截面的内面。用自动或手动方式将托板14蒙上纤维折层或纤维卷。

随后，把装置的其他部件关联到U型预制件上。

这种实施模式不令人满意，因为不能控制厚度，且不能获得令人满意的外表面(与托板14不接触的那个表面)表面状态。

为此，聚合之后，必须要对完成件做几何结构校准，使其能与邻近件连接。

这个附加的操作会增加部件的制作成本，也会降低部件的强度，因为部件做几何结构校准时会出现纤维断裂。

根据图3所示的另一种实施模式，部件在模具14和反向模具32之间完成。

置放在U型件支臂之间的托板14蒙上纤维卷或纤维折层之后，再安放反向模具32.

这种操作模式尽管能较好地掌控厚度，但结果也不令人满意，因为使用的反向模具32必须是不随温度变化而膨胀的，例如一种低碳材料的反向模具，使部件能够顺利脱模，这样会大大增加工具的成本。事实上，如果反向模具32是金属的，它在冷却阶段会因为收缩现象而紧固住部件。

同样，本发明旨在消除现有技术的缺陷，提出一种制造凹形的，尤其是截面为U型的复合材料件的方法，可以掌控厚度和获得令人满意的表面状态。

发明内容

为此，本发明涉及一种制造包含有一块浸润在基质中的纤维预制件的凹形复合材料件的方法，该方法在于把上述预制件置放在由接触到待完成件外部凹形表面的模具和接触到待完成件内部凹形表面的反向模具所限定的第一壳体内，其特征在于：要使用至少包含两个部分的模具和用于控制上述至少两个部分之间间距的部件，这两个部分在聚合阶段由于出现膨胀现象会紧挨在一起。

附图说明

结合附图，下面将通过举例的方式对本发明的其他特性和优点进行描述，其中，

图1示出了根据现有技术用喷涂法制造复合材料件的工具的剖面图；