[发明专利]脱模具有有机基质的复合材料的方法

说明书

在纤维预制件中用于喷射聚合物树脂，用于制造由复合材料(20)制成的旋转部件的工具，包括带底切(20A)的内部空腔，其特征在于，为了在已经实施所述聚合物树脂的喷射和聚合后使所述部件脱模，所述工具包括，至少布置在所述内部空腔中的一方面扇区环(40)以及另一方面锥形滚筒(32)，所述扇区环(40)由至少三个连接的插入件(40A‑40D)形成，一个插入件(40A)形成拱形中心工件并且其外表面与带底切的所述内部空腔匹配，以及包括自然底切的内侧表面，所述锥形滚筒(32)刚性地固定到所述扇区环的所述内表面以对其提供支撑，并且一旦从所述扇区环分离，其撤出沿着由所述扇区环的所述内表面产生的所述自然底切发生。

背景技术

本发明涉及包括由纤维结构增强的聚合物基质的复合材料的领域，特别地涉及这种材料在航空零件或涡轮发动机的制造中的使用。

在航空领域，在将发动机力学性能保持在高水平的同时，期望减少发动机组件的重量。更特别地，在航空发动机中，风机外壳如今由复合材料制成，所述风机外壳限定进入发动机的进气通道外形并且在所述风机外壳内侧接收有支撑风机叶片的转子。以旋转主体的形式，它包括护罩，所述护罩在其上游和下游端设置有用于紧固到发动机的其它结构部分，诸如上游的进气轮廓和下游的中间外壳的向外指向的凸缘。外壳还支撑多种组件，并且它必须能够保持由风机叶片断裂或由在发动机进口被吸入的物品所产生的碎片。

通过将纤维增强件的绕组放置到芯轴上的适当位置开始由复合材料制造风机外壳，所述芯轴上具有与被制造外壳的轮廓相匹配的轮廓。例如，该纤维增强件可由三维或多层编织制成，如专利US8322971中所描述的。该纤维增强件构成与对应于外壳凸缘的边缘整体成型的管状纤维预制件。制造继续，由聚合物基质致密化纤维预制件，其中这包括将该预制件用树脂浸渍并聚合树脂以获得最终部件。

本发明更特别地涉及制造，其中通过树脂传递模塑(RTM)喷射模塑方法浸渍该纤维预制件。在该方法中，通过将其压缩在不变形状的刚性模具中封闭该纤维预制件，所述刚性模具具有用于形成纤维预制件的支撑的内半部以及被放置在纤维预制件上的外半部，并且所述刚性模具具有与要获得外壳的形状相对应的形状，在这之后在这两个模具半部的壁已放置在一起后，并且可能在模具已被抽空后，在压力下以及在受控温度，树脂被喷射到模具内。一旦已喷射了树脂，其通过加热模具被聚合，并且在喷射和聚合后，最终部件被脱模然后被修整，以避免多余的树脂，并且加工倒角以获得所需的外壳。

为了便于这种脱模，喷射工具需要完全密封，并且其通常由如下模具构成，所述模具包括：再现空气通道的两个相邻内侧滚筒；形成外壳的两个边缘的上游和下游颊板；以及由多个外扇区组成的外半部。这些扇区及上游和下游颊板外被向外移除。这两个内侧滚筒脱耦，然后依靠空气通道的自然通风从外壳的两侧移除。

不幸地，在某些外壳结构中，空气通道在外壳的上游端变窄，该通道例如在上游第一直径到中心区域较大的第二直径之间变化，并且再次到进一步下游的较小第三直径，这意味着由于撤回上游滚筒的不可能性，最终部件不能脱模。对于具有可以是约1500毫米到3500毫米的平均直径的外壳来说，在小直径和大直径之间的差异例如可在40毫米(mm)到80mm的范围中。

发明内容

因此本发明的一个目的是提供用于制造由复合材料制成的燃气轮机外壳的喷射工具，所述喷射工具具有逆通风的内部空腔并且很容易实施脱模，特别地没有明显增加所涉及的步骤或模具的重量。

通过用于喷射聚合物树脂到纤维预制件内，制造由复合材料制成的旋转主体形式的部件的喷射工具实现了该目的，所述部件具有逆通风的内部空腔，所述工具的特征在于，为了在已经喷射和聚合所述聚合物树脂后使所述部件脱模，所述工具包括，至少布置在所述内部空腔中的首先扇区环以及其次锥形滚筒，所述扇区环由至少三个相互接触的插入件组成，该插入件包括形成“拱形石”的一个插入件，所述环具有带逆通风的与所述内部空腔匹配的外侧表面以及具有带自然通风的内侧表面，所述锥形滚筒被固定到所述扇区环的所述内侧表面以对其支撑，并且一旦从所述扇区环分离，依靠由所述扇区环的所述内侧表面形成的所述自然通风被撤出。