CN117642280A - 纤维坯件的可复制成形 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使纤维预成型件(200)成形的方法，该纤维预成型件包括经纱示踪线(101a)和纬纱示踪线(102a、102b、102c)，该方法包括：‑将经纱视觉标记(501a)投射到预成型件(200)上；‑使预成型件(200)从叶片预成型件的底部向叶片预成型件的顶部变形而使得经纱示踪线(101a)与其视觉标记(501a)匹配；‑将纬纱视觉标记(502a、502b、502c)投射在预成型件(200)上；以及使预成型件(200)从经纱示踪线(101a)向预成型件(200)的第一边缘(205a)和第二边缘(205b)变形，使得纬纱示踪线(102a、102b、102c)与其视觉标记(502a、502b、502c)匹配。

Description

纤维坯件的可复制成形

技术领域

本发明涉及由复合材料制成的叶片或螺旋桨的制造，该复合材料包括通过三维编织制成并通过基体致密化的纤维增强体。

背景技术

使用复合材料制造叶片或螺旋桨(例如用于航空发动机或用于工业涡轮机的燃气涡轮机叶片)使得可以获得机械性能与由金属制成的部件等同甚至更优的部件，同时具有低得多的重量。

这些叶片或螺旋桨的制造可以从通过三维编织生产单件纤维坯料开始，然后将以获得待制造叶片或螺旋桨的纤维预成型件的方式对其进行成形。然后，通过基体将纤维预成型件致密化而获得部件。用于制造由复合材料制成的叶片或螺旋桨的方法的示例例如在文献FR3046564或文献FR304653中描述。

纤维坯件包括形成网状物的两种类型的线：经线(沿编织方向延伸)和纬线(横向于编织方向延伸)。经线间基本上相互平行，并且纬线间基本上互相平行。经线和纬线总体上以大致直角相交，由此形成经线/纬线的大致正交网状结构。

然而，要制造的叶片或螺旋桨的形状是不可展的。因此，当使纤维坯件变形以获得纤维预成型件时，可以局部地观察到经纬网状结构的正交性的损失。这种正交性的损失被称为偏移(decadration)。测量纬线的偏移位置与其原始位置之间的分离度的角度称为“偏移角”。

然而，偏移角越大，由此获得的纤维预成型件的机械性能将被改变得越多。在牵引和压缩过程中，所称的偏移材料在纬线方向上更为柔性，而在经线方向上更为坚硬。因此，相当大的偏移将导致在纬线方向上的机械性能的相对较大的损失。因此，将需要的是制造比没有偏移的情况更厚的纤维预成型件，这对涡轮机或发动机的性能来说需要不可忽略的重量增加。

使纤维坯件变形为纤维预成型件的步骤可以通过使用视觉基准(visualreferences)来进行，使得可以控制某些纬线或经线的布置。这种方法例如在文献US2016288380A1中描述。然而，使纤维坯件变形为纤维预成型件的这一步骤是在没有任何有序的成形顺序的情况下手动完成的，这在部件之间、在存在偏移的区域的位置上产生了很大的可变性。最终，部件之间的机械性能差异很大，并且在将树脂注入预成型件的步骤之后所获得的部件具有不同的几何形状。

发明内容

本发明的目的是弥补上述缺陷，其提出了预定纤维坯件的一系列成形，从而允许坯件的适应性的和可复制的变形。

为此，本发明提出了一种纤维坯件的成形方法，该纤维坯件沿着方向X纵向延伸且沿着方向Y横向延伸，通过多条经线和多条纬线之间的三维编织获得，且用于形成用于涡轮机叶片的纤维预成型件，该纤维坯件包括用于形成叶片根部的根部坯件和用于形成叶片翼型部的翼型部坯件，该纤维坯件包括基准面，该基准面沿方向Y在用于形成叶片的前缘的第一边缘与用于形成叶片的后缘的第二边缘之间延伸，该纤维坯件还包括从根部坯件沿着方向X在基准面上延伸的经纱示踪线和在第一边缘与第二边缘之间沿着方向Y在基准面上延伸的至少一根纬纱示踪线，该方法包括至少：

-将纤维坯件放置在成形模具中，使得基准面是可见的；

-将根部坯件保持在成形模具中；

-在纤维坯件的基准面上对应于经纱示踪线的基准位置投射至少一个经纱视觉基准；

-使翼型部坯件在方向X上从翼型部坯件的底部向翼型部坯件的顶部变形，以使得经纱示踪线与经纱视觉基准相对应；

-在纤维坯件的基准面上对应于纬纱示踪线的基准位置投射至少一个纬纱视觉基准；

-使翼型部坯件在方向Y上从经纱示踪线到坯件的第一边缘以及第二边缘变形，以使得纬纱示踪线与纬纱视觉基准相对应。

因此，成形方法是预定的，并且在每个操作者之间是相同的。从底部向顶部以及从中心向边缘的变形特别地使得能够获得部件之间对于偏移区域的相同定位，并因此更好地预测在纬纱方向上具有弱机械性能的区域。

根据本发明的一个具体方面，纤维坯件包括分布在翼型部坯件的底部与翼型部坯件的顶部之间的多根纬纱示踪线，并且其中，投射有与纬纱示踪线的基准位置相对应的多个纬纱视觉基准，按照从翼型部坯件的底部向翼型部坯件的顶部的顺序，对于每根纬纱示踪线重复以下步骤：

-使翼型部坯件在方向Y上从经纱示踪线向坯件的第一边缘以及第二边缘变形，使得纬纱示踪线与相应的纬纱视觉基准相对应，使得所有纬纱示踪线与相应的纬纱视觉基准相对应。

根据本发明的另一个具体方面，翼型部坯件在方向Y上的变形进行为，从经纱示踪线向坯件的第一边缘以使得纬纱示踪线与纬纱视觉基准的一部分相对应，然后从经纱示踪线向坯件的第二边缘以使得纬纱示踪线与相应的纬纱视觉基准相对应。

根据本发明的另一个具体方面，视觉基准的投射通过激光进行。

根据本发明的另一个具体方面，对应于示踪线的视觉基准包括与所述示踪线具有相同宽度的线。

根据本发明的另一个具体方面，与示踪线相对应的视觉基准包括界定与所述示踪线的基准位置相对应的区域的两条线。

根据本发明的另一个具体方面，纤维坯件在变形之前被润湿以利于其变形。

本发明还涉及一种用于制造由复合材料制成的涡轮机叶片的方法，包括：

-通过线的三维编织来生产纤维坯件，该纤维坯件包括用于形成叶片根部的根部坯件和用于形成叶片翼型部的翼型部坯件，该纤维坯件包括在用于形成叶片的前缘的第一边缘与用于形成叶片的后缘的第二边缘之间延伸的基准面，所述线包括至少设置在基准上的经纱追踪线和至少一根纬纱追踪线；

-在保持位于基准面上的示踪线完好无损的同时切割出纤维坯件，以获得修整过的能够呈现叶片的组成部分的形状和尺寸的纤维坯件；

-根据本发明的成形方法对纤维坯件进行成形，以获得成形的纤维预成型件；

-将基体前体树脂注射到纤维预成型件中以浸渍纤维预成型件；

-将纤维预成型件中的基体前体树脂转化为基体，以获得包括由基体致密化并且具有叶片的形状和尺寸的纤维增强体的复合材料部件。

附图说明

[图1]图1是通过三维编织产生的用于生产纤维预成型件的纤维预制坯件的示意性立体图。

[图2]图2是切割图1的纤维预制坯件后获得的纤维坯件的示意性立体图。

[图3]图3是对图2的纤维坯件进行成形和致密化后获得的叶片的示意图。

[图4]图4是根据本发明的一种实施方式的成形模具和激光投射器的示意性立体图。

[图5]图5是图2的纤维坯件在未变形的情况下放置在图4的成形模具中的示意性立体图。

[图6]图6是图5的纤维坯件被变形为使得经纱示踪线与其视觉基准一致的示意性立体图。

[图7]图7是图6的纤维坯件被变形为使得第一纬纱示踪线与其视觉基准一致的示意性立体图。

[图8]图8是图7的纤维坯件被变形为使得第二纬纱示踪线与其视觉基准一致的示意性立体图。

[图9]图9是图8的纤维坯件被变形为使得所有示踪线与其视觉基准一致的示意性立体图。

具体实施方式

本发明一般应用于涡轮机的由复合材料制成的叶片或螺旋桨的生产，该叶片包括通过基体致密化的纤维增强体。下文将描述用于复合材料叶片的实施方式。当然，在所生产的复合材料部件是螺旋桨的情况下，也不脱离本发明的范围。

用于制造复合材料叶片的方法从生产通过三维编织或多层编织获得的纤维坯件开始。

理解的是，术语“三维编织”或“3D编织”为一种编织方法，通过该方法，至少一些经线在若干纬纱层上联结纬线，诸如例如“联锁编织”。理解的是，术语“联锁编织”是指一种3D编织，其中，每个经纱层联结若干纬纱层，并且同一经纱柱的所有线在编织平面内具有相同运动。一般应注意的是，经线和纬线的作用是可互换的。

理解的是，术语“多层织物”在此指具有若干纬纱层的三维织物，其中每层的基本织物等同于传统的2D编织织物，诸如帆布、缎面或哔叽类型的织物，但织物的某些点将纬纱层彼此联结。

通过3D编织生产纤维坯件使得可以在单个纺织操作中获得层之间的联结，并且由此使纤维坯件并因此使复合材料叶片具有良好机械阻力。

现在将描述纤维坯件的示例性实施方式。在本示例中，织物是在提花型织机上生产的。

图1示意性地示出了纤维预制坯件100的编织，可以从该纤维预制坯件100中提取纤维坯件200(图2)，用于在成形后获得航空发动机的叶片或螺旋桨的纤维增强体的预成型件。

纤维预制坯件100通过以已知方式借助提花型织机进行的三维编织或3D编织或多层编织获得。其中，在提花型织机上成多层地设置有一束经线或股线101，这些经线由也成多层设置的纬线102联结。以此方式，获得了基本正交的经纬网状结构。在文献US7101154、US7241112和WO2010/061140中具体详细地描述了由3D编织纤维坯件生产用于形成用于航空发动机的叶片的纤维增强体的纤维坯件的详细示例。

纤维预制坯件100以条带的形式编织，该条带总体上在与要生产的叶片的纵向方向相对应的方向X上延伸。纤维预制坯件100沿方向Y横向延伸，且厚度沿垂直于方向X和Y的方向Z延伸。

在纤维预制坯件100中，纤维坯件200具有根据待生产的叶片的翼型部的轮廓和纵向厚度而确定的可变厚度。在纤维坯件200的用于形成根部预成型件的部分中，纤维坯件200具有根据要生产的叶片的根部的厚度确定的超厚部分203。纤维坯件200被延伸用于形成叶片的腹板的厚度减小部分204，然后延伸用于形成叶片的柄部的部分205。部分205沿方向Y具有在其边缘205a与其边缘205b之间具有可变厚度的轮廓，其中，边缘205a用于形成待生产的叶片的前缘，边缘205b用于形成待生产的叶片的后缘。部分205沿方向Z在第一面205c与第二面205d之间延伸，其中，第一面205c用于形成叶片轮廓的压力面，第二面205d用于形成叶片轮廓的吸力面。

纤维坯件200被编织成单个部件。在纤维坯件的不同厚度的部分中，如在厚度减小部分204中，坯件厚度的减小可以通过在编织过程中逐渐去除纬纱层来获得。一旦坯件200在预制坯件100中的编织完成，就切掉未编织的线。然后获得如图2所示的且编织为单个部件的坯件200。

如图2所示，纤维坯件200包括用于坯件的结构的编织的结构线101和102、以及视觉上可识别的示踪线101a、102a、102b和102c。在纤维预制坯件100的编织过程中结合的示踪线101a、102a、102b和102c基本上位于纤维坯件200的表面上。示踪线101a是经线。示踪线102a、102b和102c是纬线。

示踪线101a可以放置在距纤维坯件的用于形成待制造的叶片或螺旋桨的前缘和后缘的边缘205a和205b基本相等的距离处。

图3示出了示踪线在通过对纤维坯件进行成形而制造的部件以及由此通过基体所获得的预成型件上的位置。

在图2和图3所示的示例中，只有单根经纱示踪线和三根纬纱示踪线。当然，如果纬纱示踪线的数量小于或大于三根也不脱离本发明的范围。

根据本发明的一种具体实施方式，结构线可以是碳纤维，并且示踪线可以是玻璃纤维或凯夫拉(Kevlar)纤维或由碳-玻璃混合物制成的纤维。因此，示踪线在颜色上相对于坯件的为深色的其余部分呈现为浅色。

此外，这些示踪线的存在使得可以利于对纤维预制坯件进行切割以获得纤维坯件或使其标准化。例如，在文献US2015165571A1中描述了使用示踪线进行这种切割的示例。

如图4和图5所示，纤维坯件200在未变形的情况下放置在成形模具6中。成形模具6具有腔60，该腔60具有期望的纤维预成型件的形状。

通过将纤维坯件的用于形成叶片根部的部分203放置在模具6的腔60的用于接收它的部分中而将纤维坯件200定位在成形模具中。

根据本发明的一种具体实施方式，这样在未变形的情况下设置在模具中的纤维坯件200可以例如用蒸馏水进行润湿。

然后，例如通过预压鄂板61，将纤维坯件200的根部挡止或固定在模具6中。挡止坯件根部可以导致所述根部的预压实，并使得可以将一部分根部纤维挡止在期望的位置中。通过用根部，而不是通过用用于形成叶片根部的部分，来挡止纤维坯件，在挡止区域和未挡止区域之间获得了平缓的过渡，以便避免位于挡止区域和未挡止区域之间的边界处的纤维起皱。

当纤维坯件被置于成形模具6中时，坯件可以以如下的构型进行放置：在保持坯件根部被固定的同时施加绕与主方向平行的轴线X的旋转(这具有使坯件的翼型部绕该轴线扭转的结果)的同时，使坯件变形。

在一些情况下，还可以为成形模具提供滑动可动部件，该滑动可动部件用于将其自身定位成抵靠坯件根部的自由端，以便之后施加应力而提供坯件的该部分的期望变形，或者在变形施加在坯件的其他部分时避免该部分中的某些类型的变形。

可以使用不同的坯件标记和定位系统，特别是激光投射器5(参见图4)，其将光束投射在一个或更多个示踪线的理想位置处，使得之后可以容易地由此移动相应的示踪线以实现预定位置。光束可以是具有与其所对应的示踪线相同宽度的激光。光束可以是投射界定其所对应的示踪线的基准区域的较宽宽度的激光。光束可以是投射界定其所对应的示踪线的基准区域的两条线的双激光。

纤维坯件200的示踪线与它们的视觉基准的一致以明确确定的顺序在若干步骤中进行。

根据图6所示的第一步骤，激光投射器5通过指示至少经纱示踪线的视觉基准501a开始。经纱示踪线的该视觉基准501a对应于在成形模具中成形的纤维预成型件上的经纱示踪线101a的基准位置。由此，纤维坯件200需变形为使其表面上的经纱示踪线101a与经纱示踪线的视觉基准501a一致。

纤维坯件200从翼型部坯件的底部向翼型部坯件的顶部(即在横坐标增加的方向X上)变形，以使得坯件200的经纱示踪线101a与经纱示踪线的视觉基准501a一致。

通过使坯件200从底部向顶部变形，即从坯件的根部向翼型部坯件的上边缘变形，在翼型件的根部和底部的水平处的偏移被限制。具体地，随着纤维坯件200通过远离挡止部分而变形，偏移变得越来越显著。由于材料特性通常在根部及其与翼型部的连接处不太好，因此优选的是限制对这些地方的偏移，以将其转移到翼型部的顶部，在此处，材料特性更佳进而将允许对偏移的更佳容忍。此外，这种坯件200翼型部的底部向坯件200翼型部的顶部的变形有利于通过控制偏移区域的布置来复制变形。

根据图7所示的第二步骤，激光投射器5然后指示至少第一纬纱示踪线的视觉基准502a，其从坯件200翼型部的底部开始，即在横坐标增加的方向X上从第一纬纱示踪线开始。第一纬纱示踪线的该视觉基准502a对应于在成形模具中成形的纤维预成型件上的第一纬纱示踪线102a的基准位置。因此，纤维坯件200需变形为使其表面上的第一纬纱示踪线102a与第一纬纱示踪线的视觉基准502a一致。优选地，激光投射器5还指示经纱示踪线的视觉基准501a。

使纤维坯件200从经纱示踪线101a向纤维坯件200的用于形成叶片的前缘的边缘205a(即在Y坐标增加的方向上)变形，以使得坯件200的第一纬纱示踪线102a叠加在第一纬纱示踪线的视觉基准502a的位于经纱示踪线101a与纤维坯件200的用于形成前缘的边缘205a之间的部分上。

接下来使纤维坯件200从经纱示踪线101a向纤维坯件200的用于形成叶片的后缘的边缘205b(即Y坐标减少的方向上)变形，使得坯件200的第一纬纱示踪线102a与第一纬纱示踪线的视觉基准502a的位于经纱示踪线101a与纤维坯件的用于形成后缘的边缘205b之间的部分叠加。

在使纤维坯件200在经纱示踪线101a的两侧上变形之后，第一纬纱示踪线102a在其整个长度上正确地叠加在纬纱示踪线的视觉基准502a上。在该第二步骤结束时，经纱示踪线101a优选地保持叠加在其相应的视觉基准501a上。

根据图8所示的第三步骤，激光投射器5然后指示至少第二纬纱示踪线的视觉基准502b，其从坯件200翼型部的底部开始，即在横坐标增加的方向X上从第二纬纱示踪线开始。第二纬纱示踪线的该视觉基准502b对应于在成形模具中成形的纤维预成型件上的第二纬纱示踪线102b的基准位置。因此，纤维坯件200需变形为使其表面上存在的第二纬纱示踪线102b与第二纬纱示踪线的视觉基准502b一致。优选地，激光投射器5还指示经纱示踪线的视觉基准501a和第二纬纱示踪线的基准502a。

使纤维坯件200从经纱示踪线101a向纤维坯件200的用于形成叶片的前缘的边缘205a(即在Y坐标增加的方向上)变形，使得使坯件200的第二纬纱示踪线102b与第二纬纱示踪线的视觉基准502b的位于经纱示踪线101a与纤维坯件200的用于形成前缘的边缘205a之间的部分叠加。

接下来使纤维坯件200从经纱示踪线101a向纤维坯件200的用于形成叶片的后缘的边缘205b(即在Y坐标减少的方向上)变形，以使得坯件200的第二纬纱示踪线102b与第二纬纱示踪线的视觉基准502b的位于经纱示踪线101a与纤维坯件的用于形成后缘的边缘205b之间的部分叠加。

在使纤维坯件200在经纱示踪线101a的两侧上变形之后，第二纬纱示踪线102b在其整个长度上正确地叠置在纬纱示踪线上的相应视觉基准502b上。在该第三步骤结束时，经纱示踪线101a优选地保持叠加在其相应的视觉基准501a上，并且第一纬纱示踪线102a优选地保持叠加在其视觉基准502a上。

根据图9所示的第四步骤，激光投射器5然后指示至少第三纬纱示踪线的视觉基准502c，从坯件200的翼型部的底部开始，即在横坐标增加的方向X上从第二纬纱示踪线开始。第三纬纱示踪线的该视觉基准502c对应于在成形模具中成形的纤维预成型件上的第三纬线示踪线102c的基准位置。因此，纤维坯件200需变形为使其表面上存在的第三纬纱示踪线102c与第三纬线示踪线的视觉基准502c重合。优选地，激光投射器5还指示经纱示踪线的视觉基准501a、第二纬纱示踪线的基准502a和第三纬纱示踪线的基准502b。

使纤维坯件200从经纱示踪线101a向纤维坯件200的用于形成叶片的前缘的边缘205a(即在Y坐标增加的方向上)变形，使得坯件200的第三纬纱示踪线102c与第三纬纱示踪线的视觉基准502c的位于经纱示踪线101a与纤维坯件200的用于形成前缘的边缘205a之间的部分叠加。

接下来，使纤维坯件200从经纱示踪线101a向纤维坯件200的用于形成叶片的后缘的边缘205b(即在Y坐标减少的方向上)变形，使得坯件200的第三纬纱示踪线102c与第三纬纱示踪线的视觉基准502c的位于经纱示踪线101a与纤维坯件的用于形成后缘的边缘205b之间的部分叠加。

在使纤维坯件200在经纱示踪线101a的两侧上变形之后，第三纬纱示踪线102c在其整个长度上正确地叠加在纬纱示踪线上的相应视觉基准502c上。在该第三步骤结束时，经纱示踪线101a优选地保持叠加在其相应的视觉基准501a上，第一纬纱示踪线102a优选地保持叠加在其视觉基准502a上，并且第二纬纱示踪线102b优选地保持叠置在其视觉基准502b上。

在图4至图9所示的示例中，存在仅为单根的经纱示踪线和三根纬纱示踪线。当然，纬纱示踪线的数量小于或大于三根的情况也不脱离本发明的范围。

对于在横坐标增加的方向上位于前面的纬纱示踪线上方的每一根附加的纬纱示踪线，以与第四步骤相同的方式进行。激光投射器需显示对应于该附加的纬纱示踪线的视觉基准，优选地通过显示对应于经纱示踪线和对应于之前的纬纱示踪线的视觉基准进行。然后使纤维坯件200从经纱示踪线101a向纤维坯件200的用于形成叶片的前缘的边缘205a变形、然后使纤维坯件200从经纱示踪线101向纤维坯件200的用于形成叶片的后缘的边缘205b变形，使得在其整个长度上将附加的纬线与相应的视觉基准叠加。在该附加的步骤结束时，经纱示踪线优选地保持叠加在其相应的视觉基准上，并且之前的纬纱示踪线优选地保持叠加在它们相应的视觉基准上。

使纤维坯件200从经纱示踪线101a(优选地定位成朝向纤维坯件200的中心)朝向坯件的边缘变形确保了变形的良好可复制性和对偏移区域的位置的良好控制(其将主要位于坯件的边缘上)。

通过使纤维坯件200变形以从坯件翼型部的底部到坯件翼型部的顶部使纬纱示踪线对应于它们的视觉基准，在翼型部的根部和底部的水平处限制了偏移。具体地，随着纤维坯件200通过远离挡止部分(即叶片根部)而逐渐变形，偏移变得越来越显著。由于材料特性通常在根部及其与翼型部的连接处不太好，因此优选的是对这些地方限制偏移，以将其转移到翼型部的顶部，在该处材料特性更好进而将允许对偏移的更好的容限。此外，这种使坯件200翼型部的底部向坯件200的翼型部的顶部的变形有利于变形的可复制性，并且偏移区域被受控地布置。

当然，如果坯件的用于形成叶片的前缘的边缘和坯件的用于形成后缘的边缘的作用在前面的步骤中交换或交替，也不脱离本发明的范围。对于每个纬纱示踪线而言，纤维坯件从经纱示踪线向坯件的第一边缘变形简化了纤维坯件在Y纵坐标方向上的变形。操作者可以独自容易而快速地重复这一系列变形并同时保持良好的可复制性和叶片间相同的偏移区域位置。这一系列变形构成了本发明的优选实施方式。

然而，如果纤维坯件在Y纵坐标方向上的变形同时地或交替地在经纱示踪线的任一侧朝向每个边缘进行而使纬纱示踪线叠加在其相应的视觉基准上，也不脱离本发明的范围。然而，对于单个操作者而言，相对难以实现这一系列变形并同时保持良好的可复制性。

当纤维坯件完全变形时，可以再次显示示踪线的所有视觉基准——有或没有公差——用以验证所有示踪线正确叠加在相应的视觉基准上。可以实现微小变形，以确保所有示踪线在其视觉基准上令人满意地叠加。

如果在变形步骤之前对纤维坯件进行润湿，则可以在变形后对其进行干燥。

在这些变形步骤之后，可以进行在压实模具中压实变形的纤维坯件的步骤，在适用的情况下，先进行预压实步骤。这些预压实或压实步骤例如在文献US2016243777A1或US2016288380A1中描述。压实模具可以包括成形模具。

因此，在纤维坯件的成形和适当的压实之后获得纤维预成型件。

然后用通过热处理固化的热固性树脂浸渍纤维预成型件。例如，众所周知的注射或传递模塑，公知为RTM(“树脂传递模塑”)，可以用于此目的。根据RTM方法，经由注射口将树脂(例如热固性树脂)注入到注射模具中由预成型件占据的内部空间中。这种构造允许在预成型件的注入有树脂的下部部分和预成型件的位于排放口附近的上部部分之间建立压力梯度。以此方式，基本上在预成型件的下部部分的水平处注入的树脂将通过在预成型件中一路循环到排放口而逐渐浸渍整个预成型件，剩余的树脂通过该排放口排出。当然，注射模塑工具可以包括若干注射口和若干排放口。

适用于RTM方法的树脂是众所周知的。它们优选地具有低粘度，以利于它们注入到纤维中。树脂的温度等级和/或化学性质的选择根据部件所必须承受的热机械应力而确定。一旦将树脂注入到整个增强体中，然后根据RTM方法通过热处理使其固化。

在注射和固化之后，将叶片从模具中释放出来。在可适用的情况下，它可以经受后烘烤循环，以提高其热机械性能。最后，对叶片进行修整以去除多余的树脂，并可以机加工倒角。由此获得了复合材料部件，该复合材料部件由通过基体致密化的纤维增强体形成。

保护层可以结合到由此获得的复合材料部件上。

Claims (8)

1.一种纤维坯件(200)的成形方法，所述纤维坯件(200)沿着方向X纵向延伸并沿着方向Y横向延伸，通过多条经线(101)与多条纬线(102)之间的三维编织而获得，并且用于形成用于涡轮机叶片的纤维预成型件，所述纤维坯件(200)包括用于形成叶片根部的根部坯件(203)和用于形成叶片翼型部的翼型部坯件(205)，所述纤维坯件(200)包括沿所述方向Y在用于形成所述叶片的前缘和后缘的第一边缘(205a)和第二边缘(205b)之间延伸的基准面(205c)，所述纤维坯件(200)还包括从所述根部坯件(203)沿着所述方向X在所述基准面(205c)上延伸的经纱示踪线(101a)和在所述第一边缘(205a)与所述第二边缘(205b)之间沿着所述方向Y在所述基准面(205c)上延伸的至少一根纬纱示踪线，所述方法至少包括：

-将所述纤维坯件(200)放置在成形模具(6)中，使得所述基准面(205c)看得见；

-将所述根部坯件(203)保持在所述成形模具(6)中；

-将至少一个经纱视觉基准(501a)对应于所述经纱示踪线(101a)的基准位置投射在所述纤维坯件(200)的基准面(205c)上；

-使所述翼型部坯件(205)在所述方向X上从所述翼型部坯件的底部向所述翼型部坯件顶部变形，使得所述经纱示踪线(101a)与所述经纱视觉基准(501a)相对应；

-将至少一个纬纱视觉基准(502a、502b、502c)对应于所述纬纱示踪线(102a、102b、102c)的基准位置投射在所述纤维坯件(200)的基准面(205c)上；

-使所述翼型部坯件(205)在所述方向Y上从所述经纱示踪线(101a)向所述坯件(200)的第一边缘(205a)和第二边缘(205b)变形，使得所述纬纱示踪线(102a、102b、102c)与所述纬纱视觉基准(502a、502b、502c)相对应。

2.根据权利要求1所述的成形方法，其中，所述纤维坯件(200)包括分布在所述翼型部坯件(205)的底部与所述翼型部坯件(205)的顶部之间的多根纬纱示踪线(102a、102b、102c)，并且其中，投射有对应于所述纬纱示踪线(102a、102b、102c)的基准位置的多个纬纱视觉基准(502a、502b、502c)，按照从所述翼型部坯件的底部向所述翼型部坯件的顶部的顺序，对每根纬纱示踪线重复下述步骤：

-使所述翼型部坯件(205)在方向Y上从所述经纱示踪线(101a)向所述坯件(200)的第一边缘(205a)以及第二边缘(205b)变形，使得所述纬纱示踪线(102a、102b、102c)与相应的纬纱视觉基准(502a、502b、502c)相对应，以便使所有的纬纱示踪线(102a、102b、102c)与相应的纬纱视觉基准(502a、502b、502c)相对应。

3.如权利要求1或2所述的成形方法，其中，所述翼型部坯件(205)在所述方向Y上的变形从所述经纱示踪线(101a)向所述坯件(200)的第一边缘(205a)进行，使得所述纬纱示踪线(102a、102b、102c)与所述纬线视觉基准(502a、502b、502c)的一部分相对应，然后从所述经线示踪线(101a)向所述坯件(200)的第二边缘(205b)进行，使得所述纬线示踪线(102a、102b、102c)与相应的纬线视觉基准(502a、502b、502c)相对应。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的成形方法，其中，所述视觉基准(501a、502a、502b、502c)的投射通过激光进行。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的成形方法，其中，与示踪线(101a、102a、102b、102c)相对应的视觉基准(501a、502a、502b、502c)包括与所述示踪线宽度相同的线。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的成形方法，其中，与示踪线(101a、102a、102b、102c)相对应的视觉基准(501a、502a、502b、502c)包括界定与所述示踪线的基准位置相对应的区域的两条线。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的成形方法，其中，所述纤维坯件(200)在变形之前被润湿以利于其变形。

8.一种用于制造由复合材料制成的涡轮机叶片的方法，包括：

-通过线的三维编织生产纤维坯件(200)，所述纤维坯件(200)包括用于形成叶片根部的根部坯件(203)和用于形成叶片翼型部的叶片坯件(205)，所述纤维坯件(200)包括在用于形成叶片的前缘和后缘的第一边缘(205a)和第二边缘(205b)之间延伸的基准面(205c)，所述线包括至少设置在所述基准面(205c)上的经纱示踪线(101a)和至少一根纬纱示踪线(102a、102b、102c)；

-在保持位于所述基准面(205c)上的示踪线(101a、102a、102b、102c)完好无损的情况下切割出所述纤维坯件(200)，以获得能够呈现所述叶片的组成部分的形状和尺寸的修整过的纤维坯件；

-根据如权利要求1至7中任一项所述的成形方法对所述纤维坯件(200)进行成形，以获得成形的纤维预成型件；

-将基体前体树脂注入到所述纤维预成型件(200)中以便浸渍所述纤维预成型件；

-将所述纤维预成型件中的基体前体树脂转化为基体，以获得包括由基体致密化并且具有所述叶片的形状和尺寸的纤维增强体的复合材料部件。