[发明专利]风扇叶片的制造方法及制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用原材料板来制造风扇叶片的纤维强化复合材料制的风扇叶片的制造方法和制造装置，所述原材料板利用树脂将平行取向的多根纤维一体化而成。

背景技术

作为用于航空器的发动机来使用的涡轮风扇发动机由产生大部分推力的风扇、和核心发动机(涡轮喷气发动机)构成，所述核心发动机具有配置在风扇的后方并用于驱动风扇的涡轮机。风扇与核心发动机同轴配置，从发动机前面吸入到风扇的空气分为通过风扇直接向后方排出的部分(Gf)和进入核心发动机燃烧而使涡轮机旋转后向后方排出的部分(Gc)。它们的比(Gf/Gc)称为旁通比。

由于旁通比高的一方燃料效率好，因此，近年来正在开发高旁通比的涡轮风扇发动机。如果提高旁通比，风扇的直径会变得比核心发动机的直径大，因此构成风扇的风扇叶片的长度变长。迄今为止，风扇叶片利用钛、铝合金等成形，但伴随着风扇叶片的大型化，为了同时满足轻量化和强度的要求，提出了将纤维强化复合材料用于风扇叶片的方法(参照专利文献1、2)。

这种复合材料制成的风扇叶片使用将平行取向的多根纤维(长纤维)利用树脂(聚合物)一体化的原材料板，通过热成形而成形。如果要通过热成形使平板状的原材料板成形为像风扇叶片那样的立体形状的制品，在对原材料板进行加热而使树脂变得柔软的状态下，可采用以下的若干方法：(a)利用两个模具夹持原材料板；(b)利用压缩空气将原材料板向模具按压；(c)在模具与原材料板之间进行减压，使原材料板吸附在模具(参照专利文献3、4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2007-112132号公报

专利文献2：(日本)特开2011-69286号公报

专利文献3：(日本)特开昭61-179720号公报

专利文献4：(日本)特开平6-239340号公报

发明内容

发明所要解决的技术课题

可是，通常，考虑到空气动力特性，风扇叶片制成大的扭曲形状，因此对其进行复制的模具的表面也是扭曲的形状。模具的表面具有这样的扭曲时，在上述(a)的情况下，随着夹在两个模具之间的原材料板沿着模具的形状被引入，有时在被引入的周边等部分会产生褶皱、卷入。另外，在使两个模具靠近而夹住原材料板时，有时原材料板会沿着模具的凹凸形状从模具的中央偏移移动而难以适当地成形。

在(b)的情况下，如果原材料板沿着模具被压缩空气按压而下沉的距离大，则与(a)同样地容易产生褶皱等，为了利用压缩空气将原材料板适当地向模具按压，需要高压的压缩空气。在(c)的情况下，如果原材料板因减压的吸附力而沿着模具下沉的距离大，则与(a)同样地容易产生褶皱等，另外，为了使原材料板适当地吸附在模具上，需要进行大幅度减压，但减压也是受到限制的。

此外，在(b)和(c)的情况下，由于不是利用两个模具夹持原材料板，而是利用压缩空气向一个模具按压或者利用减压使其吸附在一个模具，因此，在原材料板具有难以变形的厚度、材质的情况下，难以进行应对。

本发明考虑到以上情况而作出，其目的在于提供一种风扇叶片的制造方法和制造装置，将平行取向的多根纤维利用树脂一体化而制成原材料板，在使用该原材料板通过热成形来制造风扇叶片时，能够抑制褶皱的产生。

用于解决技术课题的技术方案

为了达成上述目的，本发明提供一种风扇叶片的制造方法，其特征在于，在原材料板被加热的状态下利用框状的压边框夹持所述原材料板，所述原材料板具有平行取向的多根主纤维、与该主纤维交叉并平行取向的多根副纤维、将这些主纤维和副纤维一体化的树脂，使所述主纤维的方向与风扇叶片模具的长度方向匹配地将由该压边框夹持的原材料板向风扇叶片模具按压。

另外，根据本发明，提供一种一种风扇叶片的制造装置，其特征在于，具有：框状的压边框，该压边框将原材料板以加热了的状态夹持，所述原材料板具有平行取向的多根主纤维、与该主纤维交叉并平行取向的多根副纤维、将这些主纤维和副纤维一体化的树脂；按压机构，其使所述主纤维的方向与风扇叶片模具的长度方向匹配地将由该压边框夹持的原材料板向风扇叶片模具按压。

发明效果

根据本发明的风扇叶片的制造方法和制造装置，将平行取向的多根纤维利用树脂一体化而制成原材料板，在使用该原材料板通过热成形来制造风扇叶片时，能够抑制褶皱的产生。

附图说明

图1是具有风扇叶片的涡轮风扇发动机的示意侧剖视图。