CN105682904B - 用于制造复合涡轮机叶片的方法和压紧组件 - Google Patents

用于制造复合涡轮机叶片的方法和压紧组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种压紧组件,包括成形模具(24)和可垂直移动的压紧工具(128),该成形模具(24)限定一向上张开的壳体,该壳体可以容纳之前切割的经编织的预成形件(10a),该压紧工具(128)与成形模具(24)形成一组件,用于压紧之前放置在该壳体中的所述预成形件。压紧工具(128)包括至少一个脚部部分(128A)。该压紧工具包括至少三个单独的压紧块(1281‑1287)。本发明适于制造涡轮机的复合风扇叶片。

Description

用于制造复合涡轮机叶片的方法和压紧组件
技术领域
本公开涉及一种用于制造复合涡轮机叶片的方法和在该方法中使用的压紧组件。该复合叶片可以是包括三维编织纱线或纤维的预成形件和在该预成形件的纱线之间维持相对布置的粘结剂的类型。所述预成形件可以使用经纱和纬纱来形成,该经纱的方向形成该预成形件的纵向方向。
具体地,本发明涉及用于涡轮机特别是涡轮喷气引擎的风扇叶片的制造。然而,也可设想低压压气机的叶片的制造,其中所获得的操作温度与该类型的叶片的热力学强度兼容。而且,设想具有一体的平台的张开转子叶片的制造。
背景技术
通常,以复合材料特别是以碳纤维制造的风扇叶片由一堆预浸渍的单向层制成,所述单向层在高压锅中压紧和聚合之前通过不同地定向连续层而放置在模具中。该项特别专用技术要求执行用于手工地堆叠层的操作,这是费时且昂贵的。
还建议使用干纤维来制备编织预成形件,所述干纤维在使用树脂通过喷射进密封模具中进行浸渍之前通过缝合然后进行组装。一个可替代方案由在喷射之前生产使用一种或多种固体插入件安装的单一编织预成形件组成。然而,这些方案(专利文献US5,672,417和US5,013,216)具有要求组装几个零件并例如通过分层在这些组装区域中特别生成弱位置的缺点,该分层在机械强度特别是对于抗冲击性方面是非常不利的。
为了克服这些缺点,专利文献FR 2 861 143提出制造在三维中编织的纱线或纤维的预成形件,在可选地切割和喷射粘结剂之后单独使用该预成形件具有形成最终零件的可能性,最终零件形成涡轮叶片的所有部分,而不依靠使用插入件或任何其他附加元件。
具体地,在专利文献FR 2 892 339中显示的制造方法被使用,在该制造方法过程中,在喷射该粘结剂和继续进行该粘结剂的固化之前,该编织的且然后切割的预成形件在模具中成形。
然而,与该成形如何获得有关的一定数量的问题在今天始终存在。
发明内容
本公开涉及一种压紧组件,使用该压紧组件,上述问题可以避免。具体地,该压紧组件使预成形件可预压紧。
该压紧组件可以使用于预成形件,所述预成形件通过在三维中编织纱线而获得并形成复合涡轮机叶片,所述预成形件同时包括翼面、叶片的脚部以及在该翼面与该脚部之间的叶片的根部。
该压紧组件包括成形模具和垂直地可移动的压紧工具,该成形模具限定向上张开的壳体,所述壳体适合于容纳编织预成形件(其可以事先切割),所述压紧工具与该成形模具协作,以形成压紧组件,所述压紧组件当预成形件放置在该壳体中时可使所述预成形件压紧。压紧组件限定纵向方向和平行于该纵向方向的垂直中间平面。
所述压紧工具可以包括至少三个单独压紧块,在所述压紧块中是穿过所述中间平面的中央压紧块和位于所述压紧工具的侧边缘处的两个侧压紧块,所述压紧块适合于从中央压紧块开始以独立的方式朝向成形模具一个接一个地向下移动。
压紧工具可以被配置为沿着成形模具的方向向下移动。
本公开还涉及使用压紧组件来制造复合涡轮机叶片的方法。
附图说明
通过参考所附附图并阅读以下说明,本发明的其他优点和特点将显而易见,其中:
-图1是切割后的预成形件的例子的总立体图,
-图2图示制造方法的例子的步骤,
-图3和4是沿着图2的方向III和IV的截面图,显示使用根据本发明的第一实施例的压紧组件在预成形件的两个不同部分的轮廓上的压紧效果。
-图5是图1的预成形件的部分视图,以放大显示脚部和根部,
-图6是类似于图4的截面图,显示压紧组件的另一例子,
-图7是图6的压紧组件的压紧工具的立体图。
具体实施方式
在以下详细描述中,参考显示压紧组件的例子或制造工艺的例子的附图。请注意,这些例子仅仅被视为示例性的,本发明的范围并不限于这些例子。
在示例性实施例中,该制造方法开始于第一步骤a),该第一步骤包括通过编织来制造三维预成形件10,该所编织的预成形件包括经纱20a和纬纱20b。在这些组两种纱线中,提供示踪纱线22,所述示踪纱线相对于其他纱线视觉上可辨别,并且至少在该预成形件的表面处均匀定位。
例如,纬纱和经纱可以属于由以下形成的组:碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、碳化硅纤维、铝纤维、聚芳基酰胺纤维和芳族聚酰胺纤维。
单件的编织预成形件然后根据该方法的第二步骤b)切割。更确切地,该编织预成形件通过根据一预确定的三维顶板来切割轮廓来确定外型,使得在变形后,该预成形件遵循成品零件的几何形状。该切割可以使用喷水器和/或使用机械设备(剪刀,切割机,锯子等)和/或通过激光切割而执行。
这产生了如图1中所示的经切割的预成形件10a。所述部分用于形成叶片的翼面12和脚部14,以及是在翼面12与脚部14之间的过渡部分的根部13。特别是,沿着平行于经纱20a的主纵向方向以及沿着平行于纬纱20b的横向方向,用于三维编织的经纱20a和纬纱20b是碳纤维(黑色),玻璃纤维或凯夫拉尔纤维(白色)形成主要位于该预成形件的表面处的示踪纱线22。以此方式,示踪纱线22在黑色的预成形件的剩余部分上呈现白色,因此,示踪纱线22在视觉上是非常明显可见的。另外,使用传统的非破坏性的检测技术(X射线或超声显像术的类型)可探测到这些示踪纱线,使得可以检查最终零件的符合程度。
特别是,在此,这些示踪纱线22存在于在预定位置处在叶片的两个面(分别用来形成压力侧壁17和吸力侧壁18)的表面处,以用作在切割时进行定位的基准点,像这样处理预成形件的其他步骤将在下文中讨论。
在该切割步骤过程中,将沿着至少一个基准面16保持位于该预成形件表面处的一串示踪纱线22,该基准面16在所示例中是形成前边缘的面。
接下来,步骤c)被执行,其中实现被切割的预成形件10a的预变形。
具体为,在步骤c)过程中,通过将该经切割的预成形件10a放置在成形模具24中而实现预变形(图2),所述成形模具24具有不同部分,所述不同部分在它们之间限定腔室或壳体26,用来容纳该经切割的预成形件10a,并具有用作用于定位至少一些示踪纱线22的基准的标记。
用于定位该经切割的预成形件10a的不同系统可以被使用,特别是激光投射器27(参见图2),所述激光投射器将光束投射到示踪纱线22的理想位置,因此使得容易地移动对应的示踪纱线22,以获得预确定的定位。
可替代地或另外地,再次占据所有或部分示踪纱线22的轮廓和/或位置的罩可以定位在该预成形件上,以核对其正确定位。
当该经切割的预成形件10a定位在成形模具24中时,该经切割的预成形件10a被放置在一结构中,该结构通过围绕平行于其主方向的轴线XX’施加一旋转(图2中的箭头25a)而使该预成形件变形,这具有围绕该轴线扭曲翼面的结果。
在一些情况下,也可以设置成形模具24,以具有移动部分24a,所述移动部分是可滑动的,并设计为倚靠预成形件的根部14的自由端,以施加应力(箭头25b),从而使该预成形件的该部分14产生希望的变形,或避免在该部分中的特定类型的变形,而变形被施加到预成形件10b的其他部分。
应该理解,对于通过利用示踪纱线22作为基准元件用于将预成形件10a定位在成形模具24中来使经切割的预成形件10a成形,可以设想许多不同的可能性。
用于将经切割的预成形件10a放置在成形模具24中的策略还与之前根据所选择的基准表面而形成的切割或描绘轮廓相关,所述基准表面具体由脚部、头部、前缘16、后缘19或任何其他预确定区域中选择。
该经切割的预成形件10a可以足够准确的方式在成形模具24中就位,以执行所需要的所有变形,从而获得希望的最终形状。然而,也可将步骤c)作为多个子步骤实施。
包括热固性树脂的粘结剂随后被注入所述注入模具中,以浸渍整个预成形件,并在预成形件的纱线之间维持相对结构;所述注入模具被加热;基本具有所述叶片的形状和尺寸的复合模制零件从该模具中抽出。
在步骤c)之后的步骤d)中,并在注入所述粘结剂之前,包括脚部,优选脚部14和根部13的至少一部分的预变形的预成形件10b的预压紧在该预变形的预成形件10b的整个宽度上获得。该预压紧将特定纤维阻滞在一预设的位置,由此该预成形件的中间几何形状,该中间几何形状仍进一步接近该预设的最终形状。
如在图2中示意性局部可见的那样,用于该目的的压紧工具28可通过使用设备的所需要的件来完成成形模具24而制成。实际上,压紧工具28可(上下)移动,并且其温度可升至100℃的量级。
在该步骤d)的过程中,覆盖纱线并且用来有利于编织的涂料产品是可阻滞该预压紧部分的纤维的相对位置的涂料产品。
随后,该预压紧的预成形件10c的湿化被执行,在一炉子中执行干燥化,利用所述湿化和干燥化来提供硬化的预成形件。实际上,该硬化将足够设置在步骤c)中切割预成形件10a的形状,变成预变形的预成形件10b,使得其可易于随后放置在注入模具24中,而基本不改变对应于上述预变形的形状的其形状。
如果有必要,可以选择地将例如特别是环氧化物类型的稀释树脂的增黏剂添加在预成形件内部,该整个在压紧步骤d)过程中施加的热和压力的作用下提供使编织的碳纤维相互粘附以避免该预变形的预成形件10b在注入步骤过程中发生任何随后变形的可能性。
压紧工具28具有使其可插入到成形模具24的壳体26中的形状和尺寸,以使该经编织的预成形件可压紧至相对于最终零件的确定的纤维体积水平的中间纤维体积水平。例如,对于使用压紧工具28获得的压紧预成形件的纤维的目标体积水平在35%与55%之间,使得最终零件在注入后具有在50%与60%之间的纤维的目标体积水平。
现在参考图3和4,其中图示了根据一个实施例的预变形的预成形件10b和压紧组件(成形模具24和压紧工具28)的截面视图。图3是脚部14的截面视图,而图4是在预成形件10b的脚部13的截面视图。这些附图图示了预变形如何被施加到预变形的预成形件10b(虚线)的这些不同部分上,以获得压紧的预成形件10c(实线)。
对于脚部14(图3),成形模具24的壳体26具有矩形截面,压紧工具28具有脚部部分28A,其矩形截面与壳体26的矩形截面相匹配。
对于根部13(图4),成形模具24的壳体26具有一截面,所述截面具有凸底部26a和朝向壳体26的孔的张开的侧面26b。压紧工具28具有根部部分28B,所述根部部分的截面包括大致垂直的侧面28b和底部28a,所述底部28a靠近并面朝成形模具24的凸底部。该底部28a的是凹的,其轮廓的弯曲半径比成形模具24的壳体26的底部的凸轮廓的弯曲半径大。
根据该实施例的压紧工具28为单件,使得在其移动过程中,其作为整体向下(或向上)移动至成形模具24的壳体26中(或从成形模具24的壳体26中移出),从而压缩预变形的预成形件10b。
为了避免损坏预变形的预成形件10b的纤维,特别是为了避免剪断它们,成形模具24和压紧工具28的表面朝向壳体转动,不具有任何(突出的或凹入的)锋利边缘,而是通过形成内圆角的圆形的或径向布置的连接件由具有圆角的表面组成。
在这种情况下,当压紧工具28向下移动时,如果考虑将压紧预成形件的根部13的根部部分28B(图4),则分别形成前边缘16和后边缘19的预变形的预成形件10b的侧边缘16a和19a首先是在底部28a的侧边缘28c的位置处与压紧工具28接触的侧边缘。接下来,面朝压紧工具28转动的根部13的整个表面逐渐获得接触,在该表面的中央区域(带)结束,该中央区域穿过压紧组件的中间平面PM。
该中间平面PM,其对于压紧组件和对于预成形件不必需是对称的平面,它是垂直的、平行于沿着预成形件的主方向的轴线XX’并处在成形模具24的壳体26的侧边缘26b之间以及在压紧工具28的侧边缘28b之间一半距离处。
该结构有时候可能具有关于根部13的预变形的特定缺点:在图4和5的情况下,一方面,该预变形的预成形件10b的侧边缘16a和19a在厚度方面较薄,并发生比根部13的剩余部分更大的弯曲,形成预成形件的纤维20发生弯曲,这可能不利于最终叶片的适当的热机械强度。
发生该不希望弯曲的经切割的预成形件10a的区域在图5中在位置Z1和Z2两处被指示,所述位置Z1和Z2对应于邻近于翼面12定位的根部13的薄边缘。
为了避免上述缺陷,压紧组件的压紧工具包括至少一个脚部分,压紧工具包括至少三个单独的压紧块,在所述压紧块中是穿过所述中间平面的中央压紧块和位于所述压紧工具的侧端部处的两个侧压紧块,所述压紧块能够从中央压紧块开始以独立的方式朝向成形模具一个接一个地向下移动。
以此方式,压紧工具可以至少三个部分形成,可以使这些部分以中央压紧块开始在不同的时刻向下移动,所述中央压紧块首先向下移动,使得在压紧工具与该经切割的预成形件之间的第一接触在面朝压紧工具转动的根部的表面的中央区域处制得。
以此方式,利用本发明的压缩组件,该预成形件的根部的侧边缘最后被压紧,这使得在预压紧步骤过程中可最小化或甚至避免这些小厚度区域的纤维的弯曲。
所述压紧工具可以包括奇数个单独的压紧块,以使穿过所述中间平面的中央压紧块以及在该中央压紧块的任一侧上的相同数量的其他压紧块一起形成一几何形状。
该方案还具有进一步使得可在该预成形件上获得由这些压紧块中的每个所施加的预压紧水平,该预压紧水平可由该预压紧所导致的中间纤维体积水平所测量。
在特定实施例中,所述压紧块能够朝向所述成形模具一个接一个地向下移动,压紧所述预成形件的整个宽度的顺序是,从所述中央压紧块开始,然后是邻近于在之前已经向下移动的压紧块的每个压紧块,直至侧压紧块。
在特定实施例中,所述压紧工具仅包括一个脚部部分。在其他实施例中,该压紧工具包括脚部部分128A和根部部分128B,如图7中所示。
在特定实施例中,所述压紧块能够朝该成形模具向下移动,从中央压紧块开始,然后是在中间平面的一个侧面上出现的所有压紧块,优选从中央压紧块一个接一个连续地,直至第二侧压紧块。
可替代地,所述压紧块能够相对于中间平面以对称的方式朝向成形模具向下移动。
在特定实施例中,整个压紧工具128被分为至少三个单独的压紧块,在所述这些压紧块中是穿过压紧工具128的中间平面PM的中央压紧块1281,所述压紧块能够单独地从中央压紧块1281开始朝向成形模具24向下移动。
在图6和7的例子中,整个压紧工具128被分为分布在中间平面PM周围和任何一侧之上的七个单独的压紧块1281,1282,1283,1284,1285,1286,1287
以此方式,可以从穿过压紧工具128的中间平面PM的中央压紧块1281(图6中向下指向的箭头D1和虚线1281’)开始,然后是均位于中央压紧块1281的任一侧上的两个压紧块1282和1283(图6中的向下指向的箭头D2和D3和虚线1282’和1283’),等等,直至位于压紧工具128的侧边缘处的侧压紧块1286和1287,来分解整个压紧工具128(脚部部分128A和根部部分128B)的向下运动。
如在图7中所图示的那样,可选地,压紧工具128包括至少一个窗口132,当预成形件放置在限定在成形模具24与压紧工具128之间的壳体中时,该窗口132使得可看见至少一个示踪纱线的位置。该窗口132例如由以透明材料制成的压紧工具128的一部分或优选正好穿过压紧工具128的整个厚度的孔组成。该窗口132可以定位在根部部分128B的邻近于脚部部分128A的区域中,优选在中央压紧块1281处。此窗口132显然可确保通过该窗口可看到的示踪纱线22(例如,跨度退出示踪纱线)在压紧操作过程中正确地定位和保持。
在图6和7中所图示的例子中,压紧工具128被分为七个单独的压紧块1281,1282,1283,1284,1285,1286,1287
压紧块1281,1282,1283,1284,1285,1286,1287还可向下移动,用于以不同速度和/或由这些压紧块施加在该预成形件上的力来压紧预成形件10b,由此,由该预压紧造成的预压紧水平或中间纤维体积水平在压紧块1281,1282,1283,1284,1285,1286,1287之间是不同的。
在所示例中,存在七个压紧块1281,1282,1283,1284,1285,1286,1287,但是通常它们中的至少五个,例如确切地为五个,可以被设置。
用于制造复合涡轮机叶片的方法可包括以下步骤:
a)通过以三维编织纱线20a,20b,22来制成一预成形件,该预成形件同时包括叶片的翼面12、脚部14,和在翼面12与脚部14之间的叶片的根部13,纱线20包括至少定位在预成形件的表面处的视觉上可辨别的示踪纱线22。
b)所述预成形件被切割,同时使沿着该预成形件的一基准面16定位的一系列示踪纱线22完整无损,从而提供一经切割的预成形件10a,该经切割的预成形件10a能够呈现叶片的构成部分的形状和尺寸;
c)所述经切割的预成形件10a是预变形的,从而获得一预变形的预成形件10b;
d)实施所述预变形的预成形件10b的预压紧,从而获得一预压紧的预成形件10c;
e)湿化该预压紧的预成形件10c,并在一炉中执行干燥化,从而获得一硬化的预成形件;
f)提供一注入喷射模具24,所述硬化的预成形件被放置在该注入模具中;
g)包括热固性树脂的粘结剂被注入到所述注入模具中,以浸渍整个硬化的预变形的预成形件,并在该硬化的预成形件的纱线20a,20b,22之间保持相对布置;
h)所述注入模具被加热;以及
i)一基本具有所述叶片的形状和尺寸的复合模制零件从该模具中抽出,
在步骤c)过程中,所述预变形通过将该经切割的预成形件10a放置在由成形模具24所限定的壳体26中来执行,在步骤d)过程中,所述预变形的预成形件10b的所述预压紧通过使用与成形模具24相配合的可移动的压紧工具128来执行,从而形成限定纵向方向和平行于该纵向方向的垂直中间平面PM的压紧组件。
因此,在步骤d)过程中,压紧工具28可优选朝向成形模具24下移。
根据一优选实施例,所述压紧工具128在步骤d)过程中能够通过从中部开始,然后逐步前进,直至预变形的预成形件10b的边缘而至少压紧所述预变形的预成形件10b的脚部12。
因此,利用该有利的设置,在压紧步骤过程中在该预成形件的脚部区域12和根部区域13中避免了纤维的弯曲。
以该方法,在步骤d)过程中,所述压紧工具128能够朝向成形模具24向下移动,使得所述压紧块朝向成形模具24一个接一个地向下移动,压紧所述预成形件10b的整个宽度的顺序为,从穿过中间平面PM的其中央部分开始,接着为邻近于前一个部分的每个部分,逐渐增加与该中间平面PM偏移。在步骤d)过程中,所述压紧工具128能够以相对于所述中间平面PM对称的方式朝向成形模具24向下移动。
在附图中图示了在整个制造方法中维持直线运动的脚部14的情况。应该理解,在不背离本发明的范围的情况下,可以设想当脚部放置在成形模具24中时,其随着任何其他动作而被扭曲或变形的情况。
而且,根据未示出的可替代实施例,压紧工具128不仅覆盖翼面的脚部14和根部13,还覆盖叶片的翼面12的一部分。
而且,在上述描述中,提到过压紧工具128执行一预压紧步骤,即步骤d)。然而,还可选择性地使用该压紧工具128,作为注入模具24的一个元件,并针对步骤f)和g)仅仅使用该压紧工具128。根据另一可替代方案,均针对预压紧步骤d)和针对步骤f)和g),可以使用该相同的压紧工具128。
当用于本说明书中时,“包括”被用来指特定特征的存在,但不排除一个或多个其他特征的存在或添加。
上述说明通过示例而不是限制来给出。在给定上述公开的情况下,本领域的技术人员可以设想在本发明的范围内的变型。而且,本文中公开的实施例或例子的不同特征或可以单独使用或以相互不同的组合使用,并不受限于本文所公开的特定组合。

Claims (6)

1.一种用于经编织的预成形件的压紧组件,所述经编织的预成形件通过三维编织纱线(20)获得,并设计为形成复合的涡轮机叶片,所述预成形件包括的零件预限定所述叶片的翼面(12)、脚部(14),以及在所述翼面(12)与脚部(14)之间的所述叶片的根部(13),所述压紧组件包括成形模具(24)和可垂直移动的压紧工具(128),所述成形模具(24)限定向上张开的壳体(26),所述壳体适于容纳一经编织的预成形件(10a),所述压紧工具(128)与所述成形模具(24)配合,以形成压紧组件,当所述预成形件(10b)被放置在所述壳体(26)中时,该压紧组件可使所述预成形件(10b)压紧,其特征在于,所述压紧工具(128)包括至少一个脚部部分(128A),所述压紧组件限定纵向方向和平行于所述纵向方向的垂直的中间平面(PM),所述压紧工具(128)包括至少三个单独的压紧块(1281-1287),在所述压紧块当中有穿过所述中间平面(PM)的中央压紧块(1281)和位于所述压紧工具(128)的侧边缘处的两个侧压紧块(1286,1287),所述压紧块适于从所述中央压紧块(1281)开始,以独立的方式朝向所述成形模具(24)一个接一个地向下移动。
2.根据权利要求1所述的压紧组件,其中所述压紧块被设置为从所述中央压紧块(1281)开始,然后是邻近于在之前已经向下移动的压紧块的各压紧块,直到所述侧压紧块(1286,1287),朝向所述成形模具(24)一个接一个地向下移动,以压紧所述预成形件(10b)的整个宽度。
3.根据权利要求1所述的压紧组件,其中所述压紧工具(128)具有至少一个窗口(132),所述窗口(132)设置为当所述预成形件放置在所述壳体(26)中时,使得能够看见至少一个示踪纱线(22)的位置。
4.一种用于制造复合的涡轮机叶片的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
a)通过对纱线(20a,22b,22)进行三维编织来制成一预成形件,所述预成形件所包括的零件限定叶片的翼面(12)、脚部(14),和在所述翼面(12)与脚部(14)之间的所述叶片的根部(13),所述纱线(20a,20b,22)包括至少定位在所述预成形件的表面处的视觉上可辨别的示踪纱线(22);
b)所述预成形件被切割,同时使沿着所述预成形件的一基准面(16)定位的一系列的示踪纱线(22)保持完好,从而得到一经切割的预成形件(10a),该切割的预成形件(10a)设置为预限定所述叶片的构成部分的形状和尺寸;
c)使所述经切割的预成形件(10a)预变形,从而获得一预变形的预成形件(10b);
d)执行该预变形的预成形件(10b)的预压紧,从而获得一预压紧的预成形件(10c);
e)执行对所述预压紧的预成形件(10c)的湿化和干燥化,从而获得一硬化的预成形件;
f)提供一注入模具,所述硬化的预成形件被放置在该注入模具中;
g)将包括热固性树脂的粘结剂注入所述注入模具中,以浸渍整个所述硬化的预成形件,并在所述硬化的预成形件的纱线(20a,20b,22)之间维持相对布置;
h)加热所述注入模具;以及
i)从该模具中抽出一复合的模制零件,该模制零件大致具有所述叶片的形状和尺寸,
其中,在步骤c)中,所述预变形通过将所述经切割的预成形件(10a)放置在由一成形模具(24)所限定的壳体(26)中而实现,在步骤d)中,所述预压紧通过使用一与所述成形模具(24)相配合的可移动的压紧工具(128)而实现,
其中,在步骤d)中,所述预成形件(10b)的至少限定所述叶片的脚部(14)的部分被预压紧,以及
其中所述预成形件(10b)从中部开始并逐渐前进直至所述预成形件(10b)的边缘而被预压紧。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述压紧工具(128)包括至少三个单独的压紧块(1281-1287),在步骤d)中,所述压紧工具(128)朝向所述成形模具(24)向下移动,其方式使得所述压紧块朝向所述成形模具(24)一个接一个地向下移动,其顺序为从所述预成形件的中央部分开始,然后是邻近于前一个部分的各部分,使得所述预成形件(10b)的整个宽度均被压紧。
6.根据权利要求4所述的方法,其中,在步骤c)和d)中,使用根据权利要求1所述的压紧组件。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3029134B1 (fr) * 2014-12-02 2017-10-06 Snecma Procede de controle de position d'une preforme d'aube composite de turbomachine dans un moule
JP2017087559A (ja) * 2015-11-10 2017-05-25 パナソニックIpマネジメント株式会社 積載物の位置決め方法及びこれを用いた樹脂成形品の製造方法
GB2551104A (en) * 2016-04-12 2017-12-13 Hexcel Reinforcements Uk Ltd Reinforcement fabric
FR3068640B1 (fr) * 2017-07-07 2019-08-02 Safran Aircraft Engines Procede et outillage de fabrication d'une piece par injection de resine dans une preforme en fibres tissees
US10391723B2 (en) * 2017-08-31 2019-08-27 The Boeing Company Rotary compaction tool
FR3085131B1 (fr) * 2018-08-27 2020-11-13 Safran Procede de mise en forme par compactage d'une preforme fibreuse pour la fabrication d'une piece en materiau composite
FR3085297B1 (fr) 2018-08-29 2020-11-06 Safran Procede de fabrication d'une piece composite de turbomachine
CN111037938B (zh) * 2018-10-15 2021-08-31 中国航发商用航空发动机有限责任公司 混合结构叶片、制造方法
US11358309B2 (en) 2018-10-19 2022-06-14 Arris Composites Inc. Method and system for creating three-dimensional preforms for use in composite parts
FR3093668B1 (fr) * 2019-03-11 2021-04-02 Saint Gobain Performance Plastics France Procede de preparation d’un produit en matiere polymerique
CN110091516B (zh) * 2019-04-11 2023-08-08 宁波劳伦斯汽车内饰件有限公司 双工位热铆设备
JP7328833B2 (ja) 2019-08-30 2023-08-17 株式会社Subaru プリフォーム賦形装置、プリフォーム賦形方法及び複合材成形方法
JP7382117B2 (ja) * 2019-08-30 2023-11-16 株式会社Subaru プリフォーム賦形装置、プリフォーム賦形方法及び複合材成形方法
FR3134338A1 (fr) 2022-04-12 2023-10-13 Safran Aircraft Engines Mise en forme reproductible d’une ébauche fibreuse
WO2023275458A1 (fr) 2021-06-29 2023-01-05 Safran Aircraft Engines Mise en forme reproductible d'une ebauche fibreuse
CN115163555B (zh) * 2022-07-18 2024-02-13 江苏航宇航空装备制造有限公司 一种低温下使用的碳纤维叶片

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2746514A (en) * 1950-04-06 1956-05-22 Cincinnati Testing And Res Lab Machine for making compressor blades
US3495494A (en) * 1967-07-11 1970-02-17 Cp Corp Threaded plastic member with a reinforced thread
JPS6237135A (ja) 1985-08-12 1987-02-18 Sumitomo Electric Ind Ltd 繊維強化プラスチツクス製リムの製造方法
US5013216A (en) 1988-09-09 1991-05-07 Airfoil Textron Inc. Composite blade perform with divergent root
CH686932A5 (de) * 1990-07-04 1996-08-15 Bucher Guyer Ag Masch Membrane einer zum Trennen fluessiger und fester Stoffe bestimmten Presse.
IT1245753B (it) * 1991-05-29 1994-10-14 Metalleido Srl Procedimento per la realizzazione di una struttura composita con tessuto intermedio tridimensionale ,e struttura realizzata mediante il procedimento stesso
FR2732406B1 (fr) 1995-03-29 1997-08-29 Snecma Aube de turbomachine en materiau composite
JP3974200B2 (ja) * 1995-11-09 2007-09-12 Hoya株式会社 ガラス光学素子の成形方法
US6558590B1 (en) * 1999-03-18 2003-05-06 David H. Stewart Method and machine for manufacturing molded structures using zoned pressure molding
US6688870B2 (en) * 2000-08-23 2004-02-10 The Furukawa Electric Co., Ltd. Optical fiber coating device
JP2004322442A (ja) * 2003-04-24 2004-11-18 Toray Ind Inc Frpのプリフォーム製造方法および製造装置
FR2861143B1 (fr) 2003-10-20 2006-01-20 Snecma Moteurs Aube de turbomachine, notamment aube de soufflante et son procede de fabrication
RU2271928C1 (ru) * 2004-08-09 2006-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" Способ изготовления толстостенных слоистых изделий из полимерных композиционных материалов
NL1027579C2 (nl) * 2004-11-24 2006-05-29 Trespa Int Bv Werkwijze voor het vervormen van een kunststofplaat.
US8557165B2 (en) * 2008-10-25 2013-10-15 The Boeing Company Forming highly contoured composite parts
US20070071948A1 (en) * 2005-09-28 2007-03-29 3M Innovative Properties Company Method of making barrier partitions and articles
FR2892339B1 (fr) * 2005-10-21 2009-08-21 Snecma Sa Procede de fabrication d'une aube de turbomachine composite, et aube obtenue par ce procede
JP5202361B2 (ja) 2009-01-29 2013-06-05 シャープ株式会社 成形方法、成形装置、成形金型、光学素子アレイ板の製造方法、電子素子モジュールの製造方法、電子情報機器
FR2950286B1 (fr) * 2009-09-24 2013-08-09 Snecma Procede de fabrication d'une aube de turbomachine en materiau composite
US20110100540A1 (en) * 2009-10-30 2011-05-05 General Electric Company Methods of manufacture of wind turbine blades and other structures
FR2961740B1 (fr) * 2010-06-25 2014-03-07 Snecma Procede de fabrication d'un article en materiau composite
FR2971195B1 (fr) * 2011-02-04 2013-04-26 Latecoere Outillage de moulage pour la realisation d'une piece en materiau composite au moyen d'une preforme souple composee d'une peau et de preformes profilees solidarisees sur la dite peau.
DE102011104366A1 (de) * 2011-06-16 2012-12-20 Daimler Ag Drapier- und Formpresswerkzeug und Verfahren zur Herstellung einer Preform und eines Faserkunststoffverbundbauteils

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