[发明专利]用于制造复杂形状的复合材料部件的方法

权利要求书

1.一种由复合材料制造复杂部件的方法，所述部件包括通过基质进行致密化的三维编织纤维增强件，本发明包括如下步骤：

·三维编织连续纤维带，所述连续纤维带包括一连串纤维坯料，用于待制造的多个部件的预成型件；

·接着从所述带切割出多个单独纤维坯料，每一个坯料都是整块坯料；

·对切割出的坯料进行成形，使得获得的整块纤维预成型件的形状接近于待制造部件的形状；

·使所述预成型件固结成预期形状；并且

·通过化学气相渗透形成基质，从而对已固结预成型件进行致密化。

2.根据权利要求1所述的由复合材料制造复杂部件的方法，其特征在于，在切割出所述单独纤维坯料之前，使所述编织纤维带充满包括树脂的固结液体复合物，并且通过对树脂进行固化和热解而进行固结。

3.根据权利要求2所述的由复合材料制造复杂部件的方法，其特征在于，在充满固结复合物之前，在所述编织纤维带的纤维上形成纤维基质界面层，所述界面层由选自热解碳(PyC)、氮化硼(BN)和掺硼碳(BC)的材料制成。

4.根据权利要求3所述的由复合材料制造复杂部件的方法，其特征在于，所述界面层的厚度不大于100nm。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的由复合材料制造复杂部件的方法，其特征在于，在已经获得已固结预成型件之后且在利用基质对所述已固结预成型件进行致密化之前，形成附加纤维基质界面层。

6.根据权利要求5所述的由复合材料制造复杂部件的方法，其特征在于，通过化学气相渗透制成所述附加界面层，并且其特征在于，在烘箱中相继进行所述附加界面层的形成以及所述致密化。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的由复合材料制造复杂部件的方法，其特征在于，在充满固结复合物之后且在切割出所述坯料之前，对固结树脂进行预固化。

8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的由复合材料制造复杂部件的方法，其特征在于，所述纤维坯料在模具中成形，在该模具中相继进行固结树脂的固化和热解。

9.根据权利要求1至7中的任意一项所述的由复合材料制造复杂部件的方法，其特征在于，在温度上升的过程中对树脂进行热解，实现该温度上升以便为化学气相渗透的操作做准备。

10.根据权利要求1所述的由复合材料制造复杂部件的方法，其特征在于，在将所述预成型件保持在预期形状的同时，通过化学气相渗透对所述预成型件进行部分致密化，从而进行所述固结。

11.根据权利要求10所述的由复合材料制造复杂部件的方法，其特征在于，在成形之后且在固化之前，在所述预成型件的纤维上形成纤维基质界面涂层，所述界面涂层由选自热解碳(SiC)、氮化硼(BN)和掺硼碳(BC)的材料制成。

12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的由复合材料制造复杂部件的方法，其特征在于，所述固结包括两个步骤，对部分致密化预成型件进行加工的操作将这两个步骤分开。

13.根据权利要求1至12中的任意一项所述的由复合材料制造复杂部件的方法，其特征在于，所述编织带包括在所述带的纵向方向上延伸的多行纤维坯料。

14.根据权利要求1至13中的任意一项所述的由复合材料制造复杂部件的方法，其特征在于，利用在所述纤维坯料周围的经线方向和纬线方向上的额外长度区域对所述带进行编织。

15.根据权利要求1至14中的任意一项所述的由复合材料制造复杂部件的方法，用于制造涡轮机叶片，其中将所述带编织为具有一连串纤维坯料，这些纤维坯料在成形之后适于构成纤维预成型件，每一个纤维坯料构成至少用于叶翼和叶根的整块预成型件，所述纤维坯料通过其在纬线方向上或在经线方向上延伸的纵向方向进行编织，该纵向方向对应于待制造叶片的纵向方向。