[发明专利]用于形成复合组件中的特征的方法和组合件

说明书

本公开提供用于产生具有形成于其中的特征的复合组件的各种方法和组合件。举例来说，一种方法可包括：将复合材料沉积在基底工具上；使特征形成工具接触复合材料；以及在特征形成工具接触复合材料的情况下处理复合材料。经处理的复合材料形成生坯状态复合组件。特征形成工具包括具有一个或多个元件的片材，一个或多个元件用于与基底工具的一个或多个元件交互以形成复合组件的一个或多个特征。在一些实施例中，方法还可包括在使工具接触复合材料之后将袋密封在特征形成工具和复合材料周围，以及在处理之后从生坯状态复合组件移除袋和特征形成工具。

技术领域

本发明主要涉及由复合材料制成的组件。更确切地说，本发明涉及用于形成例如用于燃气涡轮发动机的复合组件等复合组件中的特征的方法和组合件。

背景技术

一般来说，例如陶瓷基复合(CMC)材料和聚合物基复合物(PMC)材料等非传统高温复合材料在例如燃气涡轮发动机等应用中使用。由此类材料构造的组件与例如金属组件等典型组件相比具有较高温度能力，这可以允许改进组件性能和/或增加引擎温度。然而，形成复合组件中的例如隆起、沉孔、埋头孔等准确且精密的特征而不弱化复合材料可能较困难。举例来说，此类特征通常在处理之后在复合组件中进行机械加工，这常常需要额外复合材料以提供适当机械加工区域并切穿复合材料层。

用于形成复合组件中的特征的改进的方法和组合件是有用的。确切地说，允许复合组件中形成的特征而非其中机械加工的特征的方法和组合件将是合乎需要的。复合组件中形成的特征可产生较强复合组件，以及减少形成组件所需的复合材料量，这可减少劳动力和材料成本。

发明内容

本公开的各方面及优点将部分在以下描述中阐述，或可从所述描述显而易见，或可通过本公开的实施而习得。

在本发明一个示范性实施例中，提供一种用于形成复合组件中的特征的方法。所述方法包括：将复合材料沉积在基底工具上；使特征形成工具接触复合材料；以及在所述特征形成工具接触复合材料的情况下处理所述复合材料。经处理的复合材料形成生坯状态复合组件。特征形成工具包括具有用于形成复合组件的一个或多个特征的一个或多个插入件的片材。

可选地，所述用于形成复合组件中的特征的方法进一步包括，在使所述特征形成工具接触所述复合材料之后但在所述特征形成工具接触所述复合材料的情况下处理所述复合材料之前：将袋密封在所述特征形成工具和所述复合材料周围。可选地，用于形成复合组件中的特征的方法进一步包括，在所述特征形成工具接触所述复合材料的情况下处理所述复合材料之后：从所述生坯状态复合组件移除所述特征形成工具；以及对所述生坯状态复合组件进行表面工艺处理以产生所述复合组件。可选地，所述一个或多个特征包括沉孔或埋头孔。可选地，所述一个或多个特征包括定位特征。可选地，所述片材由第一材料形成，且其中所述一个或多个插入件由比所述第一材料硬的第二材料形成。所述一个或多个插入件中的每一个具有相对于所述片材不成平面的至少一个侧部，且其中所述第一材料沿着所述插入件的所述至少一个侧部向下部分延伸。所述一个或多个插入件中的每一个具有相对于所述片材不成平面的至少一个侧部，且其中所述第一材料沿着所述插入件的所述至少一个侧部向下完全延伸。所述一个或多个插入件是由所述第二材料形成的薄盘，且其中所述第一材料沿着每一盘的周界向下完全延伸，所述周界相对于所述片材不成平面。第一材料为硅酮。

在本发明的另一示范性实施例中，提供一种用于形成复合组件中的特征的方法。所述方法包括将复合材料安置在基底工具上；使特征形成工具接触复合材料；在特征形成工具和复合材料周围密封袋；在特征形成工具接触复合材料的情况下处理复合材料，所述经处理的复合材料形成生坯状态复合组件；以及从生坯状态复合组件移除袋和特征形成工具。生坯状态复合组件包括由特征形成工具形成的所述一个或多个特征。特征形成工具包括具有用于形成复合组件的一个或多个特征的一个或多个插入件的片材。