[发明专利]纤维增强复合风扇叶片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空发动机风扇叶片及其制造方法。

背景技术

用于飞行器的喷气式发动机具有风扇叶片，旋转的风扇叶片将空气压入发动机。但高速旋转的风扇叶片承受着很高的机械应力，因此必须严格的控制风扇叶片的重量，其中一个办法就是采用纤维增强的复合材料来制造风扇叶片。对于碳纤维增强的复合材料叶片，一般情况下都是由一堆预先浸渍过的单向纤维层构成的。按照不同的方向将这些纤维层堆叠在一个压力腔内压紧并聚合，就形成了一般意义上的铺层模压复合材料叶片。

这种技术对于结构简单的部件使用起来比较方便，比如机翼、蒙皮等结构。但对于风扇叶片却比较困难。这是因为风扇叶片结构复杂，风扇叶片叶身的厚度、宽度沿着叶高在不断变化，同时还在不断扭转。这导致按照目前使用浸渍过的单向纤维带来制造叶片，必须增加相应的设计和工艺成本，如剪口和补料等，以使得单向带可以很好的贴合叶身曲面，并且避免褶皱等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纤维增强复合风扇叶片的制造方法。

本发明的另一目的在于提供一种根据前述制造方法获得风扇叶片。

一种纤维增强复合风扇叶片的制造方法，其在模具表面以树脂为基体沿风扇叶片的叶身的曲面铺设纤维束层，获得叶片预制件，对所述叶片预制件在厚度方向进行缝纫，然后再对缝纫后的叶片预制件进行固化。

在优选的实施例中，所述的制造方法包括：

步骤a，在模具表面铺设胶层；

步骤b，在胶层上铺设纤维束层；以及

步骤c，重复步骤a、b，获得所述叶片预制件。

在优选的实施例中，所述的制造方法包括：

步骤a，利用液态树脂对纤维束进行浸润；

步骤b，将浸润过的纤维束铺设到模具表面；

步骤c，重复步骤a、b，获得所述叶片预制件。

在优选的实施例中，不同纤维束层的纤维束的延伸方向相同或不同。

在优选的实施例中，在风扇叶片的不同区域纤维束具有不同的宽度。

在优选的实施例中，所述胶层为胶膜或者由液体胶涂刷而成。

在优选的实施例中，对叶片预制件进行预固化后再进行缝纫。

在优选的实施例中，在同一胶层上，铺设时施加在纤维束上的压力被控制，以使纤维束在厚度方向上堆叠。

一种纤维增强复合风扇叶片由所述的制造方法获得。

根据本发明可以更好的沿着风扇叶片叶身的曲面来铺设纤维束，并且可以根据需要在保证纤维连续性的前提下随时改变纤维的铺设方向，更好的发挥纤维的增强性能，同时还可以有效的减少剪口的设置，降低设计成本；另外，应用铺设的纤维束层间缝纫性能优良，可以很方便的进行层间缝纫，从而提高层间性能。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为本发明一实施例中风扇叶片的主视图；

图2为沿图1中I-I截面的局部剖面放大图；

图3为不同厚度层的截面图；

图4为本发明另一实施例中风扇叶片的预制件的主视图；

图5为图4所示的风扇叶片的预制件经缝纫后的主视图；

图6为本发明的一实施例中制造方法的流程图；

图7为本发明的另一实施例中制造方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

如图1所示，风扇叶片提供空气动力面3，空气动力面3沿前缘7和后缘9之间的弦向5延伸，并沿叶根13和叶尖15之间的、与弦向5相互垂直的展向11延伸。图2为所示部分叶片的剖面，其还沿一个切向17延伸，该方向垂直于压力侧19与吸力侧21之间的弦向5与展向11。叶片的压力侧19与吸力侧21构成了叶片的空气动力面3，将叶片的前缘7和后缘9相互连接在一起。在本发明的实施例中叶片通过纤维增强树脂基复合材料铺设而成。