[发明专利]用于树脂灌注复合材料预成型件的方法和系统

说明书

用于树脂灌注复合材料预成型件的方法和系统。将复合材料预成型件定位在工具的上工具表面上。将树脂贮存器元件在复合材料预成型件的下游侧上定位在工具表面上。树脂贮存器元件和工具表面限定树脂贮存器。树脂贮存器具有贮存器出口和贮存器入口。将真空装袋膜放置在工具表面上以覆盖复合材料预成型件和树脂贮存器元件。将真空装袋膜相对于工具表面密封以在工具表面与真空装袋膜之间限定密封的树脂灌注室。复合材料预成型件和树脂贮存器元件定位在树脂灌注室中。连同树脂流动路径一起提供树脂供给系统。向贮存器出口施加至少部分的真空压力以在树脂供给系统与贮存器出口之间建立压力差，以迫使树脂从树脂供给系统穿过树脂流动路径。

技术领域

本公开总体上涉及复合材料结构的制造，并且具体地涉及一种用于树脂灌注(infuse，注入)复合材料预成型件的方法和系统。

背景技术

当前用于制造复合材料结构的方法利用树脂灌注过程，以在树脂的固化之前用树脂灌注由复合材料纤维形成的多个板层构成的复合材料预成型件，以形成复合材料结构。根据当前方法，将复合材料预成型件定位在工具表面上，并且将真空装袋膜放置在工具表面上以覆盖复合材料预成型件，并且密封以在工具表面和真空装袋膜之间形成密封室。通过向密封室的下游端施加真空压力、穿过复合材料预成型件从上游树脂供给系统抽吸树脂来穿过复合材料预成型件灌注树脂。一旦已贯穿整个预成型件灌注树脂，则通常在烤炉中加热整个组件，以固化树脂并且从而形成复合材料结构。

树脂以可以或不可横跨预成型件的横向范围均匀地行进的波阵面穿过复合材料预成型件灌注。重要的是确保整个预成型件被灌注，同时避免在波阵面的先行区域中已穿过预成型件的树脂被抽吸到真空源中。如果树脂被抽吸到真空源中，则存在损坏真空源的风险。从真空源中移除固化树脂和工具与真空源之间的相关真空管道、或更换真空源或管道的成本也可为令人望而却步的。

先前已提出了针对这个问题的各种解决方案，在有效性、成品质量、可改进能力和成本方面取得了不同的成功。

考虑到上述问题做出了本公开。

发明内容

本公开总体上针对一种树脂灌注复合材料预成型件的方法和用于树脂灌注复合材料预成型件的树脂灌注系统。根据本公开的实施例，在真空源上游，利用树脂贮存器元件收集已穿过树脂流动路径超出复合材料预成型件的过量树脂。树脂贮存器元件定位在工具的上工具表面上，复合材料预成型件定位在工具的该上工具表面上，限定了用于过量树脂的收集的树脂贮存器。

根据一个方面，本公开提供了一种树脂灌注复合材料预成型件的方法。将复合材料预成型件定位在工具的上工具表面上。将树脂贮存器元件在复合材料预成型件的下游侧上定位在工具表面上。树脂贮存器元件和工具表面限定树脂贮存器。树脂贮存器具有贮存器出口和定位在工具表面与贮存器出口之间的贮存器入口。将真空装袋膜放置在工具表面上以覆盖复合材料预成型件和树脂贮存器元件。将真空装袋膜相对于工具表面密封，以在工具表面与真空装袋膜之间限定密封的树脂灌注室。将复合材料预成型件和树脂贮存器元件定位在树脂灌注室中。提供树脂供给系统。提供在复合材料预成型件的上游侧上、穿过复合材料预成型件并且穿过贮存器入口到树脂贮存器从树脂供给系统到树脂灌注室的树脂流动路径。向贮存器出口施加至少部分的真空压力以在树脂供给系统与贮存器出口之间建立压力差，以迫使树脂从树脂供给系统穿过树脂流动路径，用树脂灌注复合材料预成型件并且将过量树脂收集在树脂贮存器中。

在一个或多个优选实施例中，树脂贮存器包括通道，该通道具有朝向复合材料预成型件定位的第一下边缘和远离复合材料预成型件定位的相对的第二下边缘。在第一下边缘与工具表面之间形成间隙以限定贮存器入口。

该方法可进一步包括将第一可渗透流动介质定位在第一下边缘与工具表面之间以至少部分地限定间隙。

该方法可进一步包括将第二下边缘相对于工具表面可移除地密封。

在一个或多个优选实施例中，将树脂贮存器元件定位成沿着复合材料预成型件的下游边缘的至少大部分长度延伸。