[发明专利]通过树脂注射模塑制造合成部件的设备

说明书

技术领域

本发明涉及通过树脂传递模塑制造合成材料部件的设备，还涉及实施该设备的方法。

背景技术

很多已知的通过浸渍有树脂的纤维来模塑的方法，并且特别是使用闭模的模塑方法，可以用来制造合成材料的部件。

首先，可以引入树脂传递模塑工艺。

利用RTM（树脂传递模塑）工艺，一组纤维元件以特定的方式布置在支架周围，并且将全部元件放入闭模内，该闭模的整体形状与待制造的部件的形状对应。

通过常规的RTM工艺，该模具由下部的阴模或冲模和上部的模具或冲头形成。

之后树脂被注入模具中，并通过供能被聚合。然后，树脂微粒开始粘合在一起并且形成固态网络。这样产生了由纤维和聚合树脂形成的合成材料的刚性部件。

还可以引入通过树脂灌注的模塑工艺。

一般地，所述工艺需要多个步骤，其中纤维加固元件布置在型模上。

之后，模具通过能够控制树脂通过的柔性盖被封闭，其中，该树脂灌注到纤维加固元件内，并且接着被聚合生成刚性部件。

通过盖的某些点处的真空产生的驱动力来获得树脂的传播，树脂通过朝这些点移动被加至模具。

在传统的灌注工艺中，模具的加工工具因此由下部的冲模腔和作为上部模具部件的非渗透性盖（诸如薄膜）形成。

无论是标准的RTM工艺还是树脂灌注工艺，在这些工艺技术中，模具的加工工具过于笨重，并且设计成待制造部件的特定形状。为了能够制造广泛种类的部件，这产生了高的加工工具成本。

此外，这种加工工具具有非常有限的寿命。可以理解地是，对于标准的RTM加工工具，冲模腔和/或上部模具的劣化，意味着因此形成的整个加工工具的劣化。

最后，由于适于特定类型的合成材料部件的模具的复杂化的发展，这些技术被限制为应用适度复杂或者几乎不复杂（具有非常简单的特征）的合成材料部件的形状。

尚未被公布的专利申请FR 09/00300提出了一种设备，其能够在合成部件的制造方面作出改进，并且弥补了上述缺陷。

然而，对于使用这些灌注技术的合成材料部件的制造仍然存在一些困难。

一个主要的困难是，必须留意具有奇点（例如加固物，夹层，嵌入件）的区域的位置，特别是对于所制造的精密部件（尤其是用于航空的精密部件）。

合成部件中的这些奇点特别被定位成优化力在部件内的传递及其机械强度。因此合成部件中的奇点的精确定位是必要的。

发明内容

本发明的提出是为了解决之前提到的不足，并且为了实现此目的，本发明提出了一种用于通过树脂传递模塑来制造合成材料部件的设备，该设备包括制造模具，至少一个预成型件用于被布置在模具中，并且预成型件在树脂传递过程期间浸渍有树脂，所述模具被细分成冲模和在所述冲模上的一个或多个用于被分度的可移动的结构元件，组装后的组件形成与待制造的部件的形状相对应的腔，其特征在于，所述模具与至少一个定位框关联，所述定位框在至少一方向上具有低的热膨胀系数，或者具有在框的定位和/或聚合周期方面有预期的热膨胀系数，或者具有任何膨胀系数（如果定位框是热绝缘的），所述定位框设计成允许一个或多个可移动结构元件在冲模上的分度和保持就位，以与至少一个奇点相对应。

因此通过提供定位框（在一个或多个方向具有可应用的低线性膨胀系数）的关联，并且更一般地通过提供稳定的或可控的膨胀变形，能够将所有用于合成部件的特定特征（加固物，夹层等）的模塑的元件保持在精确的位置。

定位框还可以由热行为（膨胀）足够可预测地被考虑的材料制成，例如铝。但是，热膨胀系数的不同可以导致不可忽视的压力传递。由此需要承担的风险从部件的变形、脱模的困难到材料健康状况的损伤（分层，树脂的龟裂……）。

定位框还可以由使其与余下的加工工具热绝缘的具有任何热表现的材料制成。树脂的聚合所需要的温度的升高将不会引起定位框的元件的任何位移。在这种情况下，合成部件的膨胀与需要的定位公差相比是可以忽略的。

利用这种途径，能够使用基础加工工具（特别是低成本的冲模）来获得部件，只有那些需要精确定位的元件在技术上由更昂贵的材料制成，或者如果定位框是热绝缘的，部件将以低成本技术材料制成。

有利地，定位框在空间的三个方向上具有很低的热膨胀系数。

较佳地，至少部分地通过装配有定位框的压力装置，或者经由垂直于合成部件的自由度来获得结构元件的保持就位。进一步优选地，压力装置位于与所述结构元件对应的定位分度。

理想地，不考虑预成型件（干纤维）的厚度的减少，压力机构确保恒定的压缩力。

较佳地，冲模由铝制成。