[发明专利]由复合材料制造用于燃气涡轮发动机的具有装配金属前缘的叶片的方法

说明书

一种由复合材料制造具有装配金属前缘的叶片的方法，所述方法包括：‑在待制造叶片的前缘的模板(211)上依次披盖第一基础材料层(20)和第二粘合剂材料层(30)，‑将第一和第二披盖层(20、30)转移到金属箔(140)的凹部(141)中，‑将包括第一和第二披盖层(20、30)的箔(140)定位在叶片预制件的前缘旁边，所述叶片预制件包括浸渍有基质前体的纤维增强材料，‑叶片预制件与第一和第二披盖层共固化，以获得由复合材料制成的叶片，所述叶片包括在其前缘上的粘结金属箔。

背景技术

本发明涉及由复合材料制造用于航空燃气涡轮发动机的包括金属前缘的叶片的一般领域。

在由复合材料制成的航空燃气涡轮发动机叶片的前缘上存在金属箔可以保护复合叶片组件免受磨损/侵蚀以及异物撞击期间的磨损。对于暴露于鸟、冰雹、冰等吸入物的航空涡轮机风扇叶片，而且对于燃气涡轮矫直机或扩散器的叶片而言尤其如此。

存在许多用复合材料生产燃气涡轮发动机叶片的方法。例如，可以提及手动层压/披盖工艺、纤维预制件注塑工艺、绣花工艺(embroidery process)、热压工艺等。这些工艺主要基于热固性(TS)或热塑性(TP)树脂的使用。

一旦获得复合材料叶片，则必须在其前缘上组装保护性金属箔。为此目的，例如，将通过机械工艺(如冲压、成形或电铸)生产的金属箔粘结至复合材料叶片的前缘。该操作可以在确保金属箔粘结的模具中进行。在其前缘上设有金属箔的复合材料叶片的示例具体见述于文件US2007092379和US20160167269。

然而，金属箔与复合材料叶片前缘的粘结是易碎操作，在控制叶片和箔之间的粘合剂材料安装和分配的可再现性方面尤为如此。如果粘合剂材料层不均匀地存在于叶片和箔之间，则粘结质量下降，导致箔的机械强度降低，因此，在与物体碰撞或承受分层力的情况下，存在箔丢失的风险。

发明目的和概述

因此，本发明的主要目的在于提出一种由复合材料制造设置有金属前缘的叶片的方法，该方法不具有上述缺陷。

根据本发明，其目的是通过一种用于由复合材料制造用于航空燃气涡轮发动机的具有装配金属前缘的叶片的方法来实现的，所述方法包括：

-在待制造的叶片前缘的模板上依次披盖第一基础材料层和第二粘合剂材料层，

-将第一和第二披盖层转移至金属箔的凹部中，

-将包括第一和第二披盖层的箔定位在叶片预制件的前缘旁边，所述叶片预制件包括浸渍有基质前体的纤维增强材料，

-使叶片预制件与第一和第二披盖层共固化，以获得由复合材料制成的叶片，所述叶片包括在其前缘上的粘结金属箔。

通过使第一基础材料层和第二粘合剂材料层符合与待制造叶片的前缘形状对应的模板，并通过将这些层从模板转移至箔，确保了箔和预制件前缘之间的连续固定界面。因此，这防止了在由箔所形成的凹部或槽(spout)的底部出现孔，由此改进了叶片上的所述箔的强度，同时确保了装配组件在由箔、基础材料层和粘合剂材料层构成的叶片上的定位具有非常好的再现性。

根据本发明方法的第一特定特征，将第一和第二披盖层转移至金属箔凹部中的步骤包括：将金属箔安装在粘合剂材料层上，并且从前缘模板取下由箔以及第一和第二层形成的组件。

根据本发明方法的第二特定特征，该方法还包括：在将金属箔安装在粘合剂材料层之后且在取下由箔以及第一和第二披盖层所形成的组件之前，切掉所述第一和第二披盖层延伸超出所述箔的部分。

根据本发明方法的第三特定特征，该方法还包括：在将第一层和第二层披盖在前缘模板上之前，在模板上沉积防粘层。由此，这允许容易地除去由箔、基础材料层和粘合剂材料层构成的组件。

根据本发明方法的第四特定特征，该方法还包括：在将第一层和第二层披盖在前缘模板上之前，调整模板上的箔。