CN105593417B - 具有分组浮丝的纤维结构 - Google Patents

具有分组浮丝的纤维结构 Download PDF

Info

Publication number
CN105593417B
CN105593417B CN201480054348.7A CN201480054348A CN105593417B CN 105593417 B CN105593417 B CN 105593417B CN 201480054348 A CN201480054348 A CN 201480054348A CN 105593417 B CN105593417 B CN 105593417B
Authority
CN
China
Prior art keywords
yarn
blank portion
layer
dimensional fabric
thread
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480054348.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105593417A (zh
Inventor
马修·吉玛特
雅恩·马尔查尔
多米尼克·库普
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Safran SA
Original Assignee
Safran SA
SNECMA SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran SA, SNECMA SAS filed Critical Safran SA
Publication of CN105593417A publication Critical patent/CN105593417A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105593417B publication Critical patent/CN105593417B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D25/00—Woven fabrics not otherwise provided for
    • D03D25/005—Three-dimensional woven fabrics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • B29B11/14—Making preforms characterised by structure or composition
    • B29B11/16—Making preforms characterised by structure or composition comprising fillers or reinforcement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/22—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two dimensional structure
    • B29C70/222—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two dimensional structure the structure being shaped to form a three dimensional configuration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/22—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two dimensional structure
    • B29C70/224—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two dimensional structure the structure being a net
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/22—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two dimensional structure
    • B29C70/228—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two dimensional structure the structure being stacked in parallel layers with fibres of adjacent layers crossing at substantial angles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/24—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least three directions forming a three dimensional structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/282—Selecting composite materials, e.g. blades with reinforcing filaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/0809—Fabrics
    • B29K2105/0845—Woven fabrics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/08—Blades for rotors, stators, fans, turbines or the like, e.g. screw propellers
    • B29L2031/082—Blades, e.g. for helicopters
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2101/00—Inorganic fibres
    • D10B2101/02—Inorganic fibres based on oxides or oxide ceramics, e.g. silicates
    • D10B2101/08—Ceramic
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2101/00—Inorganic fibres
    • D10B2101/10—Inorganic fibres based on non-oxides other than metals
    • D10B2101/12—Carbon; Pitch
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2505/00—Industrial
    • D10B2505/02—Reinforcing materials; Prepregs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/603—Composites; e.g. fibre-reinforced
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

一种纤维结构(200)包括一个预制件部分(210)，该预制件部分在第一多个线层和第二多个线层之间通过三维编织形成为单一部件，该预制件部分对应于一种用于复合材料制成的组件的纤维增强预制件的全部或部分。该纤维结构(200)在该预制件部分(210)外侧包括一个或多个二维编织织物层(220a、220b)，每个二维编织织物层将属于至少第一多个线层以及位于该预制件部分(210)外侧的同一(201a)层的线(2010a)分组在一起。

Description

具有分组浮丝的纤维结构
技术领域
本发明涉及用复合材料制造部件，并且更特别地涉及制造用于这种部件的增强纤维结构。本发明的应用领域特别地涉及用结构复合材料制造部件，即具有用基质致密的纤维增强物的结构部件。复合材料可以制造整体重量比当由金属材料制成时相同部件的重量轻的部件。
背景技术
在通过三维编织制造纤维结构以构成复合材料部件，诸如航空发动机叶片的纤维增强物的背景下，在该结构的编织过程中需要在经线方向和在纬线方向中移除纱线，以减少该部件，如用于叶片的柄脚的厚度，从而获得具有该叶片的几乎最终形状和尺寸(即，其“净形状”)的纤维预制件。在编织过程中，移除纱线导致出现不被编织(即浮动的)以及随后在第二操作中被切割的纱线层。
由于在属于单层的非编织纱线之间缺乏粘合力，切割每层的浮丝是很困难和难以处理的。为了尽可能接近该预制件轮廓但不对其损坏地实施切割，优选地逐层切割纱线，从在该结构表面出现的层开始并继续到底层。这种逐层切割需要操作者来手动干预，该操作者逐个地握住给定层中的纱线并切割。
发明内容
因此期望能够具有很容易握住并操纵给定层的所有浮丝的纤维结构，从而能够快速和准确地切割它们。
为此，本发明提出了一种包括坯件部的纤维结构，该坯件部在第一多个纱线层和第二多个纱线层之间通过三维编织形成为单一部件，所述坯件部对应于一种用于复合材料制成的部件的纤维增强预制件的全部或部分，所述结构的特征在于，它包括一个或多个二维织物层，每个二维织物层将单层纱线分组在一起，在它们已经从该坯件部退出后，该单层纱线形成该第一多个纱线层的至少一部分，并且其中，每个二维织物层在该坯件部外侧在所述二维织物层中分组在一起的该第一多个纱线层的层纱线方向上延伸。
因此，属于单层的非编织纱线通过二维织物层局部地分组在一起，从而能够将在给定层中的所有浮丝握在一起并且准确地切割。
此外，由于本发明的纤维结构，可以设想使用机器或机器人来自动地切割浮丝，该机器可以通过二维织物层可靠地握住在给定层中的所有浮丝并且在浮丝被切割的地方准确地定位切割工具。
在本发明纤维结构的一个实施例中，第一多个纱线层的纱线对应于经纱，而第二多个纱线层的纱线对应于纬纱，并且其中每个二维织物层与该坯件部相邻。在这种情况下，给定层的纱线与它们从该坯件部退出的地方尽可能近地分组在一起。根据该实施例的一个方面，在每个二维织物层中，单层经纱的纱线与单层纬纱的纱线编织在一起。
在本发明纤维结构的另一实施例中，每个二维织物层位于距离该坯件部的一个确定距离处。根据该实施例的一个方面，所述结构进一步包括将从该坯件部提取并属于单层纬纱的纬纱分组在一起的二维织物层。
在本发明纤维结构的另一实施例中，该第一多个纱线层的纱线对应于经纱，而该第二多个纱线层的纱线对应于纬纱，该坯件部包括厚度降低部分和厚度增加部分，经纱经由该厚度降低部分从该坯件部提取并经由该厚度增加部分再次插入到该坯件部内，所述结构包括将从该坯件部提取并属于单层经纱的经纱分组在一起的二维织物层。根据该实施例的一个方面，每个二维织物层包括相对于该第一多个层的纱线的方向垂直地定向的切口。
根据又一实施例，该第一多个纱线层的纱线对应于经纱，而该第二多个纱线层的纱线对应纬纱，该坯件部包括厚度降低部分和厚度增加部分，纬纱经由该厚度降低部分从该坯件部提取并经由该厚度增加部分再次插入到该坯件部内，所述结构包括将从该坯件部提取并属于单层纬纱的纬纱分组在一起的二维织物层。根据一个方面的实施例，每个二维织物层包括相对于该第一多个层的纱线的方向垂直地定向的切口。
本发明还提供了一种制作纤维结构的方法，包括在第一多个纱线层和第二多个纱线层之间通过三维编织将一个坯件部编织为单一部件，所述坯件部对应于用于复合材料制成的部件的纤维增强预制件的全部或部分，所述方法的特征在于，它进一步包括，在该坯件部外侧编织一个或多个二维织物层，每个二维织物层将单层纱线分组在一起，在它们已经从该坯件部退出后，该单层纱线形成该第一多个纱线层的至少一部分，并且其中，每个二维织物层在该坯件部外侧在所述二维织物层中分组在一起的该第一多个纱线层的层纱线方向上延伸。
在本发明方法的另一实施方式中，该第一多个纱线层的纱线对应于经纱，而该第二多个纱线层的纱线对应于纬纱，与该坯件部相邻编织每个二维织物层。根据该实施方式的一个方面，在每个二维织物层内单层经纱的纱线与单层纬纱的纱线编织在一起。
根据本发明方法的另一实施方式，在距离该坯件部的一个确定距离处编织每个二维织物层。
根据本发明方法的另一实施方式，该第一多个纱线层的纱线对应于经纱，而该第二多个纱线层的纱线对应于纬纱，该坯件部包括厚度降低部分和厚度增加部分，经纱经由该厚度降低部分从该坯件部提取并经由该厚度增加部分再次插入到该坯件部内，所述方法包括编织将从该坯件部提取并属于单层经纱的经纱分组在一起的二维织物层。在这种情况下，该方法也可包括在每个二维织物层中形成切口，该切口相对于该第一多个层的纱线的方向垂直地定向。
在本发明方法的另一实施方式中，该第一多个纱线层的纱线对应于经纱，而该第二多个纱线层的纱线对应于纬纱，该坯件部包括厚度降低部分和厚度增加部分，纬纱经由该厚度降低部分从该坯件部提取并经由该厚度增加部分再次插入到该坯件部内，所述方法包括编织将从该坯件部提取并属于单层纬纱的纬纱分组在一起的二维织物层。在这种情况下，该方法也可包括在每个二维织物层中形成一个切口，该切口相对于该第一多个层的纱线的方向垂直地定向。
本发明还提供了一种制造纤维增强预制件的方法，该方法的特征在于，它包括以下步骤：
·通过本发明方法制作纤维织构；以及
·在该纤维结构坯件部的边界握住每个二维织物层并且切割每个二维织物层的纱线。
附图说明
从作为非限制性示例并参考附图给出的本发明特定实施例的以下描述，本发明的其它特征和优点显而易见，其中：
·图1是示出一种用于制作航空发动机叶片的纤维结构的多层编织的图解视图；
·图2是图1纤维结构的图解平面视图；
·图3是本发明一个实施例中纤维结构的图解视图；
·图4是在一部分图3纤维结构的大比例的纬线剖面；
·图5是根据本发明另一实施例的纤维结构的图解视图；
·图6是根据本发明另一实施例的纤维结构的图解视图；
·图7是根据本发明另一实施例的纤维结构的图解视图；
·图8是根据本发明另一实施例的纤维结构的图解视图；以及
·图9是一种由复合材料制成的叶片的图解透视图。
具体实施方式
本发明通常适用于制造适用于构成用于制作复合材料部件，特别地航空发动机叶片的纤维增强物或“预制件”的纤维结构，通过用基质使纤维结构致密化获得该部件。该基质通常由用于在相对较低温度(通常高达300℃)下使用的复合材料的树脂制成，或者它由用于热结构复合材料的耐火材料(诸如碳或陶瓷)制成。
如下详细描述的，本发明的纤维结构包括通过在多层经纱和多层纬纱之间三维编织形成为单一部件的坯件部，该坯件部对应于用于复合材料部件的纤维增强预制件的全部或部分。根据本发明，在该坯件部外侧，该纤维结构包括一个或多个二维织物层，每个二维织物层包括在位于该坯件部外侧的单层经纱和/或纬纱中的纱线。
应该记住的是，编织包括使经纱和纬纱交织。在纺织术语中，术语“编织”指定一种用于使经纱和纬纱交织的特定图案。
在本说明书中，术语“三维编织”(或“3D编织”)用于指定一种编织技术，其中至少某些纬纱在多个纬层上将经纱链接在一起，反之亦然。三维编织因此不同于更传统的“二维编织”(或“2D编织”)，因此当编织缎纹或平纹时，每个纱纬或经纱在单层经纱或纬纱中从纱线的一侧到另一侧穿过。
存在纬纱和经纱交织的方式不同的各种三维编织技术。例如，三维编织可以是“联锁”或“多层”类型。术语“联锁编织”用于指定用一种编织的三维编织，在该编织中每个经层将多个纬层与在编织平面中具有相同运动的相同经纱列中的所有纱线链接在一起。
图1是一种离开现有技术织机的纤维结构100的详细图解视图。该纤维结构100包括通过在多个经纱层101多个纬纱层102之间三维编织形成为单一部件的坯件部110，在位于该3D编织坯件部外侧的经纱和纬纱已被切除后，该坯件部110用于形成一种航空发动机叶片的纤维增强物。在形成根预制件的其部分中，该坯件部110具有根据被制造叶片的根部厚度确定的额外厚度111。该坯件部110延伸有形成该叶片柄脚的厚度降低部分112，其后是形成该叶片翼型的部分113。在与X方向垂直的方向中，该部分113具有在形成该叶片前缘的其边缘105a和形成被制造叶片的尾缘的其边缘105b之间厚度变化的外形。
在文献US 7 101 154、US 7 241 112和WO 2010/061140中详细描述了用于形成航空发动机叶片的纤维增强物的纤维预制件的详细实施例，三者在此通过引用并入本文。
本发明的纤维结构可特别地但不专有地用碳纤维或陶瓷纤维制成的纱线编织，诸如碳化硅纤维。纤维结构中的纤维含量根据该结构中所考虑位置出现的纱线密度局部地确定。
该坯件部110被编织为单一部件并且在切割位于该坯件部外侧的非编织纱线后，它需要具有该叶片的几乎最终形状和尺寸(即，“净形状”)。为此，在纤维结构的厚度降低的部分中，由于在该厚度降低部分112中，通过在编织过程中逐步移除经纱层和纬纱层获得该预制件厚度的降低。
图2示出了在厚度降低部分112开始第一经纱层101a从坯件部110的退出。由于该厚度降低部分112继续形成，致使位于如图2所示的第一层经纱以下的其它层经纱(在图2中未示出)被逐步从坯件部110退出。
在坯件部外侧，在第一层经纱101a的轮廓110a以外，不再编织该层101a的经纱1010a。更准确地，位于该轮廓110a两侧上的纬纱1020不再将该层101a的经纱链接在一起，并且它们在该层101以下变得宽松。在该轮廓110a外侧，即在整个层101a已从该坯件部退出后，由于不再用纬纱进给该织机，对于在该坯件部中将该层101a的经纱1010a链接在一起的纬纱层不再有任何纬纱。
为了从纤维结构100提取用于该叶片纤维增强物的预制件，需要切割位于该坯件部110外侧的所有非编织纱线。对于图1的纤维织构，由于在属于任一给定层的非编织纱线之间缺乏粘合力，切割每层经纱和每层纬纱的纱线是很困难和难以处理的。为了尽可能接近该坯件部轮廓但不对其损坏地实施切割，优选的是逐层切割纱线，从在该结构表面出现的层开始并继续到底层。这种逐层切割需要操作者来手动干预，该操作者逐个地握住给定层中的纱线并切割它们。
为了更容易切割位于该坯件部外侧的非编织纱线，本发明提出了通过二维编织将给定层的非编织纱线链接在一起。因此，位于该坯件部外侧的单层纱线可很容易处理并且它们可很准确和迅速切割。在本发明中，在单层纱线退出该坯件部后或在距离它们从该坯件部退出的地方的点某个确定距离处，立即使用二维编织将位于该坯件部外侧的单层纱线(经纱层或纬纱层)编织在一起。因此，在单层纱线在该坯件部内侧时用三维编织，并且在该坯件部外侧时用二维编织，将在单层纱线(经纱层或纬纱层)中的纱线相继地编织在一起。
图3示出了具有类似于上述结构100的纤维结构200的本发明第一实施方式。纤维结构200与图2的结构100不同处在于，第一层经纱201a的经纱2010a在退出该坯件部后立即通过二维编织与在该坯件部210中使用的纬纱2020a编织在一起。这产生了分别被布置在该坯件部210的端部210a两侧上的例如平纹或缎纹编织的两个二维织物层220a和220b。层220a和220b很容易握住，因此不在坯件部210中编织的第一层经纱201a的经纱2010a可快速和准确地被切割。二维层也以与底层经纱的非编织经纱相同的方式制成(图3未示出)。
图4示出了纤维结构200的一部分的编织平面，经纱在剖面示出。图4示出了前三层经纱201a、201b、201c从坯件部210的相继退出。位于该坯件部210外侧的层201a的经纱2010a与用于将在该坯件部210中的多层经纱链接在一起的纬纱2020a一起编织，从而形成二维织物层220a。同样，位于该坯件部210外侧的层201b的经纱2010b与来自该坯件部210的纬纱2020b一起编织，从而形成二维织物层221a。最后，位于该坯件部210外侧的层201c的纬纱2010c与来自坯件部210的纬纱2020c编织在一起，从而形成二维织物层222a。
在图5所示的变型中，纤维结构300与图3的结构200不同处在于，在二维编织中使用额外纬纱3020b从而将在坯件部310的端部310a之外第一层经纱301a的经纱3010a链接在一起，位于该坯件部310两侧上的经纱3010a通过二维编织与用于编织该坯件部310的纬纱3020a链接在一起。这产生了一种在该坯件部310的两侧上延伸以及延伸超过其端部310a的二维织物层320。位于该层301a以下的每层经纱中的非编织经纱可通过二维编织以对于纬纱层301a的非编织经纱相同的方式与纬纱链接在一起。在该坯件部之外额外纬纱的使用使得可以使用二维编织在该纤维结构的整个宽度上在纬线方向中将单层经纱的非编织经纱链接在一起，以这种方式编织在一起的经纱可一起被握住和操纵。
图6示出了具有类似于上述结构100的纤维结构400的本发明另一实施方式。纤维结构400与图2的结构100不同处在于，在该坯件部410已被完全地编织后，位于该坯件部410外侧的第一经纱层401a的经纱4010a通过二维编织链接在一起。为此，与在用于坯件部410的编制程序中提供的纬纱4020a相比添加额外的纬纱4020b，从而在远离该坯件部410的出口的区域中使用二维编织将该层401a的非编织经纱4010a链接在一起。这产生了位于距离该坯件部的确定距离d处的二维织物层420。位于该层401a以下的每层经纱中的非编织经纱可通过二维编织以对于经纱层401a的非编织经纱相同的方式与额外纬纱分组在一起。在二维织物的各个层中从每个经纱层将非编织经纱分组在一起使得很容易握住它们，并且因此能够迅速和准确地切割该坯件部410中不被编织的每层经纱的经纱。
在图7所示的变型中，纤维结构500与图6的结构400不同处在于，在该纤维结构500的边界处使用额外经纱5010b，从而通过二维编织将用于形成该坯件部510的第一纬纱层502a的纬纱5020a链接在一起，同样与在编织该坯件部的程序中提供的相比增加了额外纬纱5020b，从而在远离该坯件部510的出口的区域中使用二维编织将该层501a的非编织经纱5010a链接在一起。这产生了位于距离该坯件部的确定距离处的二维织物层520，以及沿在该织物边界的纵向边缘分别延伸的两个二维织物层521和522。下层的非编织纬纱层和经纱层可通过二维编织以相同方式分组在一起
图8示出了具有纤维结构600的本发明另一实施方式，其中该坯件部610在其端部具有用于形成相应叶片平台的两个厚部611和612，以及用于形成叶片翼面的小厚度的中心部613。在编织方向S中，该坯件部610具有在厚部611和薄部613之间过渡的厚度降低部分614，以及同样在薄部613和厚部612之间过渡的厚度增加部分615。第一经纱层601a的经纱6010a在厚度降低部分614中从该坯件部610提取并且它们在厚度增加部分615中再次插入到坯件部内。这同样适用于下部经纱层的经纱(图8未示出)。根据本发明以及为了使从该坯件部610在其部分611和612之间提取的经纱层601a分组在一起，两个二维织物层620和621相应地在薄部的两侧上与用于制造坯件部610的纬纱6020a一起制成。为了便于处理和切割位于坯件部610外侧的经纱，可沿一条线620a或621a切割每个二维织物层620和621。在一个变型实施方式中，可在该纤维结构的边界中用二维编织使用额外经纱(图8未示出)，以将用于形成坯件部610的该第一层纬纱的纬纱链接在一起，与图7的纤维结构500一样。
一旦完成该纤维结构的编织后，根据本发明通过逐层切割纱线，通过切割非编织纱线提取该纤维结构的坯件部，从而获得在该示例中用于构成该叶片的纤维增强物的纤维预制件。
此后，该纤维预制件被致密化，从而形成一个复合材料叶片。对形成被制作部件的纤维增强物的该纤维预制件致密化包括用构成该基质的材料贯穿其体积的部分或全部填充该预制件的毛孔。可以传统方式使用液体技术或使用化学气渗透(CVI)或通过一个接一个地使用这两种方法来实施该致密化。
液体技术包括用包含用于该基质材料的前体的液体成分浸渍该预制件。该前体通常为可能在溶剂中稀释的聚合物形式，诸如高性能环氧树脂。该预制件被放置在一个模具中，该模具可以密封方式被封闭并具有以最终成型叶片形状的空腔。此后，该模具被封闭并且该基质的液体前体(如树脂)注射通过整个空腔，以浸渍该预制件的整个纤维部分。
前体通过热处理转换成基质，即它通常在消除溶剂(如果有的话)后以及在固化聚合物后通过加热该模具聚合，继续保持在该模具内的该预制件具有与被制造部件形状对应的形状。
当由碳或陶瓷制造基质时，热处理包括热解前体，从而根据所使用的前体以及根据热解条件将基质转换成碳或陶瓷基质。例如，陶瓷(并且特别地用于碳化硅)的液体前体可以是聚硅碳烷(PCS)类型或聚钛碳硅烷(PTCS)类型或聚硅氮烷(PSZ)类型的树脂，而碳的液体前体可以是具有相对较高焦炭含量的树脂，如酚醛树脂。可实施从浸渍到热处理运行的多个连续循环，以实现所需的致密化度。
在本发明的一个方面中，特别地当形成有机基质时，该纤维预制件可通过众所周知的树脂传递模塑(RTM)方法致密化。在该RTM方法中，该纤维预制件放置在具有被制造部件的外侧形状的模具中。热固性树脂注射到该模具的内部空间，同时它包括该纤维预制件。通常在该内侧空间中在树脂注射的位置和用于排出树脂的孔之间建立压力梯度，从而通过树脂控制和优化该预制件的浸渍。
该纤维预制件也可以传统方式通过化学气渗透(CVI)被致密化。对应于要被制成的该叶片的纤维增强物的纤维预制件被放置在炉中，允许反应气相进入该炉内。在该炉内侧存在的压力和温度以及该气相的成分被选择，从而使该气相在该预制件的毛孔内扩散并通过在接触纤维的材料芯体中沉积固体材料在其中形成基质，与特定于化学气相沉积(CVD)方法以及仅在材料表面导致沉积发生的压力和温度条件对比，该固体材料由分解多个成分之间反应或来自多个成分之间反应的气相的成分产生。
可使用通过MTS分解产生碳化硅的甲基三氯硅烷(MTS)形成碳化硅基质，而可用诸如通过裂化产生碳的甲烷和/或丙烷等烃类气体获得碳基质。
也可通过使用液体和气体技术实施致密化以便于运行、限制成本和缩短制造周期，同时还获得对于意图使用来说很令人满意的特征。
在致密化后，获得一种由复合材料制成的叶片10，如图9所示，其在其底部包括延伸有柄脚12和翼面的根部11。

Claims (16)

1.一种纤维结构，其包括坯件部，该坯件部在第一多个纱线层和第二多个纱线层之间通过三维编织形成为单一部件，所述坯件部对应于用于复合材料制成的部件的纤维增强预制件的全部或部分，其中所述结构包括一个或多个二维织物层，每个二维织物层将单层的纱线分组在一起，在单层纱线已经从该坯件部退出后，该单层纱线形成该第一多个纱线层的至少一部分，并且其中每个二维织物层在所述二维织物层中被分组在一起的该第一多个纱线层的层纱线方向上，在该坯件部外侧延伸。
2.根据权利要求1所述的纤维结构，其中该第一多个纱线层的纱线对应于经纱，而该第二多个纱线层的纱线对应于纬纱，并且其中每个二维织物层与该坯件部相邻。
3.根据权利要求2所述的纤维结构，其中在每个二维织物层内，单层经纱的纱线与单层纬纱的纱线编织在一起。
4.根据权利要求1所述的纤维结构，其中每个二维织物层位于距离该坯件部的确定距离处。
5.根据权利要求4所述的纤维结构，所述结构包括将从该坯件部提取并属于单层纬纱的纬纱分组在一起的二维织物层。
6.根据权利要求1所述的纤维结构，其中该第一多个纱线层的纱线对应于经纱，而该第二多个纱线层的纱线对应于纬纱，该坯件部包括厚度降低部分和厚度增加部分，经纱经由该厚度降低部分从该坯件部提取并经由该厚度增加部分再次插入到该坯件部内，所述结构包括将从该坯件部提取并属于单层经纱的经纱分组在一起的二维织物层。
7.根据权利要求1所述的纤维结构，其中该第一多个纱线层的纱线对应于经纱，而该第二多个纱线层的纱线对应于纬纱，该坯件部包括厚度降低部分和厚度增加部分，纬纱经由该厚度降低部分从该坯件部提取并经由该厚度增加部分再次插入到该坯件部内，所述结构包括将从该坯件部提取并属于单层纬纱的纬纱分组在一起的二维织物层。
8.根据权利要求6所述的纤维结构，其中每个二维织物层包括相对于该第一多个层的纱线方向垂直地定向的切口。
9.一种制作纤维结构的方法，包括在第一多个纱线层和第二多个纱线层之间通过三维编织将坯件部编织为单一部件，所述坯件部对应于用于复合材料制成的部件的纤维增强预制件的全部或部分，其中该方法进一步包括，在该坯件部外侧编织一个或多个二维织物层，每个二维织物层将单层纱线分组在一起，在单层纱线已经从该坯件部退出后，该单层纱线形成该第一多个纱线层的至少一部分，并且其中每个二维织物层在所述二维织物层中被分组在一起的该第一多个纱线层的层纱线方向上，在该坯件部外侧延伸。
10.根据权利要求9所述的方法，其中该第一多个纱线层的纱线对应于经纱，而该第二多个纱线层的纱线对应于纬纱，并且其中每个二维织物层与该坯件部相邻。
11.根据权利要求10所述的方法，其中在每个二维织物层内，单层经纱的纱线与单层纬纱的纱线编织在一起。
12.根据权利要求9所述的方法，其中在距离该坯件部的预定距离处编织每个二维织物层。
13.根据权利要求9所述的方法，其中该第一多个纱线层的纱线对应于经纱，而该第二多个纱线层的纱线对应于纬纱，该坯件部包括厚度降低部分和厚度增加部分，经纱经由该厚度降低部分从该坯件部提取并经由该厚度增加部分再次插入到该坯件部内，并且所述方法包括编织将从该坯件部提取并属于单层经纱的经纱分组在一起的二维织物层。
14.根据权利要求9所述的方法，其中该第一多个纱线层的纱线对应于经纱，而该第二多个纱线层的纱线对应于纬纱，该坯件部包括厚度降低部分和厚度增加部分，纬纱经由该厚度降低部分从该坯件部提取并经由该厚度增加部分再次插入到该坯件部内，并且所述方法包括编织将从该坯件部提取并属于单层纬纱的纬纱分组在一起的二维织物层。
15.根据权利要求13所述的方法，它进一步包括在每个二维织物层中形成切口，该切口相对于该第一多个层的纱线方向垂直地定向。
16.一种制造纤维增强物预制件的方法，它包括以下步骤：
·制作根据权利要求9到15任一所述的纤维织构；以及
·在该纤维结构的坯件部的边界握住每个二维织物层并切割每个二维织物层的纱线。
CN201480054348.7A 2013-10-01 2014-09-29 具有分组浮丝的纤维结构 Active CN105593417B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1359476 2013-10-01
FR1359476A FR3011253B1 (fr) 2013-10-01 2013-10-01 Structure fibreuse avec regroupement des flottes
PCT/FR2014/052449 WO2015049449A1 (fr) 2013-10-01 2014-09-29 Structure fibreuse avec regroupement des flottes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105593417A CN105593417A (zh) 2016-05-18
CN105593417B true CN105593417B (zh) 2017-06-30

Family

ID=50023684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480054348.7A Active CN105593417B (zh) 2013-10-01 2014-09-29 具有分组浮丝的纤维结构

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10041196B2 (zh)
EP (1) EP3052685B1 (zh)
JP (1) JP6426722B2 (zh)
CN (1) CN105593417B (zh)
BR (1) BR112016007194B1 (zh)
CA (1) CA2925836C (zh)
FR (1) FR3011253B1 (zh)
RU (1) RU2664216C2 (zh)
WO (1) WO2015049449A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3040909B1 (fr) * 2015-09-16 2018-03-16 Safran Aircraft Engines Preforme fibreuse pour aube de turbomachine en materiau composite et procede de fabrication d'une telle preforme
US10436036B2 (en) 2016-07-05 2019-10-08 Safran Aircraft Engines Fitted platform for a turbine engine fan, and a method of fabricating it
FR3082854B1 (fr) * 2018-06-25 2020-09-11 Safran Ceram Structure fibreuse et piece en materiau composite incorporant une telle structure
WO2019097147A1 (fr) 2017-11-14 2019-05-23 Safran Ceramics Structure fibreuse et piece en materiau composite incorporant une telle structure
FR3076814B1 (fr) * 2018-01-12 2020-01-31 Safran Aircraft Engines Aube ou pale d'helice composite avec longeron integre pour aeronef
US20200141268A1 (en) * 2018-11-01 2020-05-07 General Electric Company Frangible Gas Turbine Engine Airfoil
CN109972271B (zh) * 2019-03-27 2023-03-14 南京玻璃纤维研究设计院有限公司 一种变厚度预制体、一种复合部件以及一种变厚度预制体的减纱方法
FR3102391B1 (fr) * 2019-10-29 2021-10-15 Safran Préforme fibreuse tissée pour réaliser une pièce en matériau composite, notamment une aube de turbomachine
FR3107719B1 (fr) * 2020-03-02 2023-02-10 Safran Aircraft Engines Texture fibreuse pour aube de turbomachine en matériau composite

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101473079A (zh) * 2006-06-21 2009-07-01 斯奈克玛动力部件公司 用于制造复合材料部件的纤维增强结构
FR2953225A1 (fr) * 2009-11-30 2011-06-03 Snecma Composant comportant des fils de renfort sous la forme de fils de chaine et de fils de trame tisses en trois dimensions.
CN102227525A (zh) * 2008-11-28 2011-10-26 斯奈克玛动力部件公司 利用3d编织的具有可变厚度的纤维结构的生产
CN102517759A (zh) * 2011-12-29 2012-06-27 山东岱银纺织集团股份有限公司 同幅异厚三维机织物的织造方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4062879B2 (ja) * 2000-12-11 2008-03-19 株式会社豊田自動織機 三次元繊維構造体
US6446675B1 (en) * 2001-07-05 2002-09-10 Albany International Techniweave, Inc. Minimum distortion 3D woven preforms
JP2005002514A (ja) * 2003-06-12 2005-01-06 Mitsubishi Rayon Co Ltd 複合材料用三次元織編組物及びその製造方法並びに三次元プリフォーム
FR2861143B1 (fr) * 2003-10-20 2006-01-20 Snecma Moteurs Aube de turbomachine, notamment aube de soufflante et son procede de fabrication
FR2902803B1 (fr) * 2006-06-21 2008-11-14 Snecma Propulsion Solide Sa Structure fibreuse de renfort pour piece en materiau composite et piece la comportant
FR2913053B1 (fr) * 2007-02-23 2009-05-22 Snecma Sa Procede de fabrication d'un carter de turbine a gaz en materiau composite et carter ainsi obtenu
JP4544266B2 (ja) * 2007-05-11 2010-09-15 株式会社豊田自動織機 繊維強化複合材
JP2009161886A (ja) * 2008-01-09 2009-07-23 Toray Ind Inc 強化繊維基材、プリフォーム、複合材料およびその製造方法
FR2932408B1 (fr) * 2008-06-11 2010-05-28 Aircelle Sa Preforme destinee a former une piece mecanique structurante creuse
FR2939129B1 (fr) * 2008-11-28 2014-08-22 Snecma Propulsion Solide Aube de turbomachine en materiau composite et procede pour sa fabrication.
GB0901189D0 (en) * 2009-01-26 2009-03-11 Rolls Royce Plc Manufacturing a composite component
FR2954271B1 (fr) * 2009-12-21 2012-02-17 Snecma Pale d'helice d'aeronef
FR2962175B1 (fr) * 2010-07-02 2012-08-10 Snecma Aube a longeron composite integre
US9597841B2 (en) * 2011-12-14 2017-03-21 Snecma Fibrous structure having variable numbering yarns
JP6254532B2 (ja) * 2011-12-14 2017-12-27 サフラン・エアクラフト・エンジンズ 薄肉部を有する複合材料部品のための繊維補強構造
EP2802701B1 (fr) * 2012-01-09 2016-11-16 Snecma Préforme fibreuse d'une aube de turbomachine en matériau composite à plate-forme integrée, et son procédé de réalisation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101473079A (zh) * 2006-06-21 2009-07-01 斯奈克玛动力部件公司 用于制造复合材料部件的纤维增强结构
CN102227525A (zh) * 2008-11-28 2011-10-26 斯奈克玛动力部件公司 利用3d编织的具有可变厚度的纤维结构的生产
FR2953225A1 (fr) * 2009-11-30 2011-06-03 Snecma Composant comportant des fils de renfort sous la forme de fils de chaine et de fils de trame tisses en trois dimensions.
CN102517759A (zh) * 2011-12-29 2012-06-27 山东岱银纺织集团股份有限公司 同幅异厚三维机织物的织造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3052685A1 (fr) 2016-08-10
RU2016117234A3 (zh) 2018-05-31
US10041196B2 (en) 2018-08-07
JP6426722B2 (ja) 2018-11-21
CN105593417A (zh) 2016-05-18
CA2925836C (fr) 2021-09-21
RU2016117234A (ru) 2017-11-13
EP3052685B1 (fr) 2017-11-15
FR3011253B1 (fr) 2016-06-10
BR112016007194B1 (pt) 2021-11-23
RU2664216C2 (ru) 2018-08-15
US20160244897A1 (en) 2016-08-25
BR112016007194A2 (pt) 2017-08-01
CA2925836A1 (fr) 2015-04-09
JP2016533437A (ja) 2016-10-27
FR3011253A1 (fr) 2015-04-03
WO2015049449A1 (fr) 2015-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105593417B (zh) 具有分组浮丝的纤维结构
US10180069B2 (en) Method of fabricating a composite material blade having internal channels, and a composite material turbine engine blade
JP6067683B2 (ja) 複合ターボ機械の脚付きブレード
CN107428103B (zh) 用于制造由复合材料制成的涡轮机叶片的方法
JP5599865B2 (ja) 複合材料から作られるターボ機械ブレードを製造する方法
JP5730774B2 (ja) 複雑に造形された複合材料部品を製造する為の方法
JP6254532B2 (ja) 薄肉部を有する複合材料部品のための繊維補強構造
CN103998664B (zh) 具有可变重量纱线的纤维结构
JP2014518976A (ja) 複合材料製の脚付きブレードを備えたターボ機械のロータ
CN107250450B (zh) 用于厚度大幅变化的复合材料部件的增强纤维结构
US11560650B2 (en) Fiber structure and a composite material part incorporating such a structure
CN114375250B (zh) 局部厚度变化大的由复合材料制成的部件的增强物的纤维预制件的制造方法
CN108367524A (zh) 制造具有与一个或多个平台形成一体的主体的复合材料部件的方法
US10995431B2 (en) Fiber structure and a composite material part incorporating such a structure
US20240229308A9 (en) Fibrous texture for a thin-edged composite blade
US20240133086A1 (en) Fibrous texture for a thin-edged composite blade
US11905851B2 (en) CMC trailing edge 3D weaved cross brace
US20240229307A9 (en) Method for three-dimensional or multilayer weaving of a fibrous structure and fibrous structure having a three-dimensional or multilayer weave
US20240133084A1 (en) Method for three-dimensional or multilayer weaving of a fibrous structure and fibrous structure having a three-dimensional or multilayer weave

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant