[发明专利]用于通过将树脂注入到织造纤维预成型件中来生产部件的方法和设备

说明书

一种用于通过将树脂(202)注入到织造纤维预成型件(200)中来生产部件的方法，该方法包括以下步骤：c)使预成型件成形，d)对预成型件进行成型加工，以及e)将树脂注入到预成型件中并进行模制，步骤e)通过设备(100)来执行，该设备包括模具(102)、配对模具(106)和树脂注入装置，其特征在于，步骤e)包括以下子步骤：e1)部分地打开设备(100)，e2)将树脂注入到设备中，e3)关闭所述设备，以及e4)对模具(102)与配对模具(106)之间的浸渍的预成型件(200)进行加压和加热。

技术领域

本发明涉及通过将树脂注入织造纤维预成型件中来生产部件的方法和一套设备。

背景技术

可通过将树脂注入到织造纤维预成型件中来生产部件、特别是涡轮发动机的部件(诸如风扇叶片)。这种被称为RTM(Resin Transfer Moulding，树脂转移模制)的模制方法是现有技术中众所周知的生产方法，该生产方法包括将包含至少一个干燥材料外壁的纤维预成型件安置在一套设备的密封腔中，并用浸渍树脂(通常为环氧树脂)填充该腔。

预成型件的外壁或整个预成型件通常由诸如碳纤维的织造复合纤维制成。

图1a示出了用于根据当前技术生产上述类型的部件的方法的不同步骤。该方法主要包括六个步骤，这六个步骤是：

1)通过三维(3D，trois dimensions)织造生产预成型件，从织机出来的纤维预成型件是扁平的和展开的，

2)通过切割，特别是通过切割浮凸物，来调整预成型件的尺寸，

3)通过将预成型件定位在成形支撑件上来使预成型件成形，该支撑件形成第一套设备10，

4)通过对预成型件进行增湿并在第二套设备10’的模具中成型来对预成型件进行成型加工，以及

5)通过在第三套设备10”的模具中进行注入来模制。

因此，在当前技术中，特定于RTM方法的步骤3至步骤5是通过三套单独的设备执行的，这使得通过RTM方法生产部件变得复杂和冗长。在文献US-2015/343.717-A1和FR-3.002.477-A1中描述或提及了这样的配置。

按如下方式执行模制步骤5(参见图1b)。模制设备包括限定出第一腔的模具和限定出第二腔的配对模具，模具和配对模具旨在彼此互锁，使得模具的腔和配对模具的腔限定出上述的用于接纳预成型件并注入树脂的腔。将预成型件定位在模具的腔中(步骤5a)。考虑到将预成型件紧压到腔中，使用压力机关闭该设备(步骤5b)。将管道连接到设备和活塞以用于注入树脂(步骤5c)。使腔中形成真空(步骤5d)并且将树脂引入活塞，然后通过活塞将树脂注入到设备的腔中(步骤5e)。加热压力机并且使其能够在树脂聚合期间保持加压的预成型件(步骤5f)。在冷却后打开设备，将部件脱模，然后可以对设备和装置进行清洁(步骤6)。

此外，当前技术还具有许多缺点。

用外部设备(活塞或压力罐、加热的树脂、管道等)将树脂注入腔中。由于必须在精确的压力、温度和流量设定点等条件下进行注入，因此这些外部设备都是复杂的装置。此外，发生故障或异常现象的风险也会增加。最糟糕的情况是危险的：如果树脂被加热的时间过长或被加热得过多，则放热会使活塞爆炸。对于每次注入都必须清洁设备，这是一个漫长的操作，会使操作员暴露在树脂和丙酮蒸汽中。将管道连接和断开连接，然后对待生产的每个部件进行处理。对于所有的设备来讲，安装时间都很长。为了避免在设备关闭期间被夹住，在填充腔的期间优先选择最佳的路径，这使注入策略复杂化。材料的损耗导致大量的额外成本并且由于树脂中的一些保留在设备中(在活塞中、在加热器中、在管道中等)，因此这些树脂没有被分配到部件中。能够产生注入压力的外活塞在控制腔内的压力方面存在很多问题，特别是在树脂开始硬化时。如果树脂在将活塞与腔连接的管道中更快地聚合，则可能在管道内部形成堵塞物，并导致树脂注入不足。