CN109843565B - 预制件、框架部件和用于产生此预制件的方法 - Google Patents
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Abstract
所述预制件(3)界定两个部件(21，23)并且包括：第一群组(C1)的经纱线层，其在所述第一部件外部；第二群组(C2)的经纱线层，其在所述第一群组正下方；和第一群组(T1)的纬纱线层，其在所述第一部件外部。此外，所述第一群组的经纱线层不存在于所述第二部件中并且所述第一群组的纬纱线(19)层延伸到所述第二部件中，所述第一群组的纬纱线层在所述第二部件外部。所述第一纬纱群组的所述纱线具有低于所述第二纬纱群组的所述纱线的纱线支数；和/或所述第一经纱群组的所述纱线具有低于所述第二经纱群组的所述纱线的纱线支数。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种特定来说用于加固件的具有三维纤维结构的预制件，一种特定来说加固件的包括此预制件的框架部件以及一种用于制造此预制件的方法。
本发明涉及从复合材料生产部件，并且更特定来说涉及此类部件的纤维增强结构，这些纤维结构是通过三维编织或者3D编织而获得。更具体来说，寻求产生一种纤维结构预制件，其具有待产生复合材料部件的最终或者准最终形状和尺寸。此预制件被设计成随后用树脂基质致密化(即，固结)以形成复合材料部件。
本发明的一个应用领域是用纤维增强材和树脂基质从复合材料产生框架部件，特定来说横梁或者加固件。此类部件(通常具有细长形状)在许多领域中使用，特定来说，航空构造。本发明特定来说旨在产生在结构部件的至少纵向边缘上具有薄部分的部件。
【背景技术】
在复合部件具有薄部分的情况下，就像加固件的连接部分或者用于涡轮发动机的叶轮叶片的后边缘，有理由使三维结构保持这些薄部分，同时保持与厚部分的结构连续性。包括在编织期间在经纱和/或纬纱方向上移除纱线的典型实践可以导致纤维率的过度变化和薄部分在其端部处的拆开。
WO-A1-2006/136755提出一种增强结构，其包括：内部分或者包芯；和相邻于外表面或者皮层的部分，纤维结构通过包芯三维编织而形成，皮层和包芯通过不同编织而形成。结构的厚度减小通过薄部分中的小数目个纬纱线层而获得，并且所述文档提出在厚部分和薄部分之间具有呈额外部分纬纱线层形式的转变区，所述额外部分纬纱线层通过使用互锁型编织进行编织而与其之间布置额外部分纬纱线层的两个完整纬纱线层连接。所述文档进一步提及(不太准确)包芯和皮层之间的纱线的纱线支数可以变化，以在CVI致密化的情况下促进气体穿过皮层通达到包芯。由于文档仅提及“减少包芯和皮层之间的纱线支数”，因此文档并未规定皮层纱线或者包芯纱线当中的哪些纱线具有最高纱线支数。实际上，上述表达并未指示纱线的纱线支数的减少是源自包芯还是皮层，并且使得不可能推断哪些纱线具有最低纱线支数和哪些纱线具有最高纱线支数。此外，这个解决方案并非旨在获得特别薄的部分，就像加固件的紧固接片的端部。
WO-A1-2013/088039提出一种纤维增强结构，其通过并入可变纱线支数的至少一个纱线层进行多层编织而制作成单个件，所述层的每一纱线通过纱线的单独合股而形成，使得在薄部分中，通过消除单独纤维而减少所述纱线的纱线支数。这结合薄部分中纬纱线层的数目的逐渐减小。然而，移除这些基本纱线使编织方法复杂化。
WO-2013/088038A2提出一种用于增强由复合材料制成的部件的纤维结构，通过在第一多个纱线层和第二多个纱线层之间进行多层编织而编织成一个件，所述纤维结构包括减少厚度的至少一个部分。在减少厚度的部分中，所述纤维结构在表面上包括：
-一个或者数个纱线移除部分，在来自在位于结构的表面上的第一多个纱线层中的纱线层下面的第一多个纱线层的一纱线层的哪些被中断的纱线中的每一者中呈表面连续性，
-一个或者数个纱线移除部分，在位于结构的表面上的第一多个纱线层的纱线层的哪些被中断的纱线中的每一者中呈表面不连续性，每一所中断纱线在结构的表面上由来自在第一多个纱线层下面的纱线层的纱线替代。
此外，位于纤维结构的表面上的第二多个纱线层的所述层的纱线至少在减少厚度的整个部分上是连续的。
【发明内容】
本发明因此旨在提出一种新的预制件，所述预制件在其薄部分中不是特别厚，在这个部分中具有特别减小的磨损风险并且相对容易制造。
本发明涉及一种特定来说用于加固件的具有三维纤维结构的预制件，所述三维纤维结构具有厚度并且通过对沿着所述厚度分布的经纱线层和纬纱线层进行多层编织而编织成单个件，所述预制件界定至少一个第一部分和朝向预制件的薄边缘延伸第一部分的至少一个第二部分，所述预制件包括：
-第一群组的连续经纱线层，其包括至少一个经纱线层并且其在所述第一部分外部，
-第二群组的连续经纱线层，其包括至少一个经纱线层并且其位于第一群组的经纱线层的正下方，以及
-第一群组的连续纬纱线层，其包括至少一个纬纱线层并且其根据编织与第一群组的经纱线层连接，以便位于所述第一部分外部。
此外，归因于所述第二部分中不存在第一群组的经纱线层的，形成所述第二部分的经纱线层的数目相对于形成所述第一部分的经纱线层的数目为小，使得所述第二部分相对于所述第一部分的厚度具有小厚度并且使得第二群组的经纱线层在所述第二部分外部。
此外，所述第一群组的纬纱线层延伸到第二部分中，同时根据编织与所述第二部分中的第二群组的经纱线层连接，使得第一群组的纬纱线层也在所述第二部分外部。
根据本发明：
-所述第一群组的纬纱线层的纬纱线具有小于第二群组的纬纱线层的纬纱线的纱线细度的纱线细度；和/或
-所述第一群组的经纱线层的经纱线具有小于第二群组的经纱线层的经纱线的纱线细度的纱线细度。
由于本发明，即使在第二部分具有极小厚度的情况下也减小磨损，这是因为第一群组的纬纱线层不间断地布置在第一部分和第二部分外侧。特定来说，所述预制件有利地具有实质连续表面状态，在第一部分和第二部分之间具有接点。然而，预制件的制造保持相对简单，只要第一群组的纬纱线层可以在稍后的三维编织期间整合到纤维结构中。此外，三维织机可以容易地配置成使得每一经纱线层的纱线的数目在各部分之间不同并且将第一群组的纬纱线层既连接到第二部分中的第二群组的经纱线层也连接到第一部分中的第一群组的经纱线层。
一般来说，改变预制件的纱线细度使得可能特定来说在薄边缘附近(此处，内部层的数目为低)获得特别低的厚度。
根据本发明的其他任选和有利特征，单独或者以组合形式予以考虑：
-所述预制件包括第二群组的连续纬纱线层，其包括至少一个纬纱线层并且其位于第一部分中的第一群组的纬纱线层正下方，例如通过所述第二纬纱线层的纬纱线在第一部分与第二部分的接点处中断而使所述第二群组的纬纱线层不存在于第二部分。
-所述预制件包含6K纱线和3K纱线。
-所述第二部分包括至少三个经纱线层。
-所述预制件包括朝向薄边缘延伸第二部分的第三部分，同时预制件包括第三群组的连续经纱线层，其包括至少一个经纱线层并且其位于第二部件中的第二群组的经纱线层正下方，而归因于在第三部分中不存在第二群组的经纱线层，形成第三部分的经纱线层的数目相对于形成第二部分的的经纱线层数目减小，使得第三部分相对于第二部分的厚度具有小厚度并且使得第三群组的经纱线层在第三部分外部，并且同时所述第一群组的纬纱线层延伸到第三部分中，而根据编织与第三部分中的第三群组经纱线层连接，使得第一群组的纬纱线层也在第三部分外部。
-所述预制件的多个经纱线和/或纬纱线携带有助于至少在第二部分中粘合到预制件的程度的硬化聚合物。
-所述薄边缘是使用通过纱线携带的所述硬化聚合物而焊接。
本发明也涉及一种特定来说加固件的框架部件，其包括如上文所界定的预制件以及树脂类型的固结材料，预制件的纤维结构浸渍有所述固结材料。
本发明也涉及一种用于制造特定来说用于加固件的具有三维纤维结构的预制件的方法，所述三维纤维结构具有厚度并且编织成单个件，制造方法包括用于对沿着所述厚度分布的经纱线层和纬纱线层进行多层编织的步骤，其中其界定至少一个第一部分和朝向预制件的薄边缘延伸第一部分的至少一个第二部分，使得所述预制件包括：
-第一群组的连续经纱线层，其包括至少一个经纱线层并且其在第一部分外部，
-第二群组的连续经纱线层，其包括至少一个经纱线层并且其位于第一群组的经纱线层正下方，以及
-第一群组的连续纬纱线层，其包括至少一个纬纱线层并且根据编织与第一群组的经纱线层连接，以便位于第一部分外部。
此外，为了形成第二部件：
-第二部分中的经纱线层的数目相对于形成第一部分的经纱线层的数目减小，这个减小是通过所述第二部分中不存在第一群组的经纱线层使得第二部分相对于第一部分的厚度具有小厚度并且使得第二群组的经纱线层在第二部分外部，并且
-所述第一群组的纬纱线层根据编织与第二部分中的第二群组的经纱线层粘结，使得第一群组的纬纱线层也在第二部分外部。
根据本发明：
-所述第一群组的纬纱线层的纬纱线具有小于第二群组的纬纱线层的纬纱线的纱线细度的纱线细度；和/或
-所述第一群组的经纱线层的经纱线具有小于第二群组的经纱线层的经纱线的纱线细度的纱线细度。
优选地，所述预制件包括第二群组的纬纱线层，其包括至少一个纬纱线层并且其位于第一部分中的第一群组的纬纱线层正下方，同时在第二部分处，所述第二群组的纬纱线层的纬纱线的超出部分从纤维结构露出并且所述超出部分被切割。
【附图说明】
通过阅读以下描述将更好地理解本发明，所述描述仅作为非限制性实例给出并且参考附图进行，附图中：
-图1是根据本发明的第一实施例的包括纤维结构预制件的加固件的示意性透视图；
-图2是沿着平面P2的截面视图，其显示图1的预制件的放大细节；以及
-图3是类似于图2的截面视图的截面视图，显示根据本发明的第二实施例的预制件的细节。
【具体实施方式】
这些图根据正交坐标系R1定向，在空间X，Y和Z中界定三个方向。
图1的加固件1构成框架部件，即结构部件，例如用于车辆，优选地航空器的纵梁、柱子或者横梁。附接到加固件1的坐标系R1被定向成使得方向X平行于加固件1的纵向轴线，方向Y和Z平行于加固件1的横向方向。
加固件1由包括具有三维纤维结构的预制件3的复合材料制成，预制件3是例如通过用树脂类型的形成基质的固结或者增强材料5浸渍而固结。优选地，所述树脂是热塑性或者热固性树脂。
预制件3是使用多层三维编织方法编织成单个件，包括：连续经纱线17层，其纱线17在方向X上延伸；纬纱线19层，其根据加固件的所考虑部件而在方向Y上或者在方向Z上延伸。特定来说，在形成加固件1的叶片的部分9中，纬纱线在方向Y上延伸，并且经纱线17层和纬纱线19在方向Z上分布即堆叠，沿着叶片9的厚度定向，同时通过编织而彼此连接。因此，纱线17和19根据一个或多个预先确定的编织形成波纹并且彼此交络。
经纱线17和纬纱线19例如由有机材料制成，例如聚丙烯(PP)、粘胶纤维、聚酰胺6.6(PA66)、聚乙烯(PE)、聚乙烯醇(PVA)、对位芳族聚酰胺或者聚(对-苯撑-2,6-苯并恶唑)(PBO)；或者由无机材料制成，例如钢、碳、碳化硅、二氧化硅、E玻璃、S玻璃或者R玻璃。
优选地，预制件3完全地或者准完全地分布在加固件1的体积中。
在预制件编织结束时，借助用于切割非织造纱线的可能步骤和用于如下文中界定的预成形的可能步骤，预制件3有利地具有与用固结材料5固结的加固件1的形状相同或者准相同的形状。换句话说，加固件1的纤维结构的含量优选地在加固件1的整个体积中或者实际上这个体积全部中是大致上恒定的。例如，加固件1中的纤维体积率在约30％和80％之间。
另一选择为，取决于所期望应用，加固件1的纤维结构含量在加固件1的某些区域中有所不同。
也优选地，加固件1包括制作成单个件的单个预制件3。
实际上，预制件3自身形成稳定结构，其中固结材料5被注射在例如模具内以形成加固件1。任选地，预制件3在模具中占据稍大空间并且必须稍微压缩以便在注射固结材料之前引入到模具中。
实际上，预制件3与加固件1的外表面的所有或者部分齐平，这示意性地显示在图1的加固件1的外表面的局部部分A1上。
加固件1和预制件3具有沿着平面YZ截取的截面，也就是优选地在方向X上是恒定的。在叶片9处，这个沿着YZ的截面沿着方向Y具有沿着方向Z的可变厚度。特定来说，叶片9具有平行于方向X延伸的薄边缘7。从薄边缘7，叶片9平行于方向Y将变厚。叶片9具有与薄边缘7相对的基底8，从基底8，低壁11或者肋部从加固件1抬升。实际上，预制件3的纤维结构被编织为扁平的，即，叶片9和低壁11最初在同一平面XY中水平地形成，继而水平地定向。在预制件3的预成形步骤期间，低壁11的定向和最终形状通过纤维结构的变形和部署而获得。低壁11接着相对于叶片9倾斜并且在平面XZ中延伸，如图1所示出，而叶片在垂直平面XY中延伸。因此，在当前平行于方向Z的情况下，低壁11的所有或者一些纬纱线垂直于叶片9的纬纱线延伸。
更具体来说，在预成形步骤之前，打算用于形成预制件3的纤维结构在经纱线和/或纬纱线的两个连续层之间界定的平面中包括至少一个断开。“断开”意指在纤维结构的厚度的方向上的两个连续纱线层于某一表面上彼此不连接，但是在断开中断之处再连接在一起。由于这种断开，两个分离的部件可以彼此远离移动，这允许纤维结构的部署赋予其它的最终预制件形状3。
此外，纤维结构的所有或者一确定的小部分经纱线和/或纬纱线(其被编织为扁平的并且其打算用于形成预制件3)在表面上携带热敏聚合物。在预成形步骤期间，在部署纤维结构之后，进行预制件3的热处理以寻求经软化的所述聚合物，接着冷却以便固定预制件3的预成形。预制件3接着包括其中经纱线17和纬纱线19通过聚合物粘结到其交点的至少一个部分，其中经纱线17和/或纬纱线19中的至少一者携带聚合物。聚合物处于硬化状态。交叉点处的粘结经由适宜加热来软化，接着硬化聚合物而获得。
也可能将预制件界定为包括织物结构，其编织已通过使用表面上携带热敏聚合物的经纱线和/或纬纱线完成。通过在高于聚合物的软化点的温度下热成形后面接着冷却来完成到预制件的传递，由于此情况，经纱线和纬纱线通过聚合物粘结到其交点，其中至少经纱线和/或纬纱线携带聚合物。
纱线上存在的聚合物，如果其是热固性的，那么为固定的，如果其是热塑性的，那么为硬化的。聚合物低于其玻璃转变温度。无论是热固性的或者热塑性的，聚合物具有可以对应于其Tg的软化温度。超过这个温度将导致可逆的软化，从而一方面允许经涂覆纱线(即，接触中的经纱线和纬纱线中的至少一者)在其交叉点处粘结，并且另一方面，允许(如将看到的)以其“预制件”的形式部署纤维结构。冷却到这个温度以下接着固定预制件，从而准备好用固结材料浸渍并且容易操纵。
与一些经纱线和/或纬纱线接触的聚合物可以从热塑性和热固性聚合物(包括共聚物)当中选择。其可以与接下来被注射或者灌注的聚合物相同或者不同。特定来说，实例包括：聚酰胺(PA)；共聚酰胺(CoPA)；聚酰胺嵌段醚或者酯(PEBAX、PEBA)；聚邻苯二甲酰胺(PPA)；聚酯(尤其是，聚对苯二甲酸乙二酯-PET-、聚对苯二甲酸丁二酯-PBT-)；共聚酯(CoPE)；热塑性聚胺基甲酸酯(TPU)；聚缩醛(POM，等)；聚烯烃(特定来说，PP、HDPE、LDPE、LLDPE)；聚醚砜(PES)；聚砜(PSU，等)；聚苯砜(PPSU等)；PAEK聚芳基醚酮族系的聚合物，特定来说包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚苯硫醚(PPS)；聚醚酰亚胺(PEI)、热塑性聚酰亚胺、液晶聚合物(LCP)；聚酚氧；嵌段共聚物，例如苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(SBM)、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物(MMA)和其混合物；环氧；双马来酰亚胺；酚系聚合物。
不管用于预成形预制件3的方法如何，叶片9是通过在平面XY中延伸的平面表面13并且通过在本实例中弯曲的倾斜表面15而划界。倾斜表面15相对于平面XY倾斜，使得表面13和15朝向彼此会聚直到其终止的薄边缘7。另一选择为，倾斜表面15是平面的，或者具有另一形状，其在平面YZ中的投影相对于平面XY是单调的和会聚的。同样地，表面13相对于平面XY可以是倾斜的，同时是平面的、弯曲的或者另一形状，其在平面YZ中的投影相对于平面XY是单调的和会聚的。
图2在足够大的比例上非常示意性地显示沿着平面P2(平行于叶片9的区域的平面YZ)的外截面视图，以使经纱线17和纬纱线19在所述图2中可见。图1中可见的倾斜表面15在图2的顶部处发现。薄边缘7和基底8在图2中不可见，而是位于图2外侧，分别在图2的右侧和左侧，如分别用箭头符号7和8表示。在方向X上延伸的经纱线17显示为由平面P2交叉，而纬纱线19平行于方向Y沿着所述平面P2延伸。
预制件3沿着方向Y界定第一部分21和第二部分23，部分21称为“厚的”，因为其在方向Z上具有厚度，其值大于部分23的值，因此将其描述为“薄的”。薄部分23从预制件3的接点25延伸厚部分21。换句话说，薄部分23使厚部分21继续，薄部分23和厚部分之间的边界坐落在接点25处。更具体来说，接点25坐落在紧邻第一层C1的经纱线17的最后经纱线处。薄部分23从接点25延伸到预制件3的薄边缘7。而厚部分21从接点25延伸到预制件3的叶片9的基底8。
预制件3至少在厚部分21和薄部分23中包括在预制件3的厚度的方向上分布的多个连续经纱线17层，包括连续层C1、C2、C3、C4、C5、C6，以及在图2中不看见的其他后续层。“连续”意指层C2位于层C1正下方，层C3位于层C2正下方等等。“连续”意指所指定层以所指示次序从外部部件朝向预制件3的包芯分布。“直接地”意指在第一经纱线17层和坐落在所述第一经纱线17层正下方的第二经纱线17层之间不插入其他经纱线17层。相反地，可以在彼此上下紧接的两个经纱线层之间插入纬纱线。
“外部”或者措辞“皮层”描述纬纱或者经纱在相同方向上的纱线的层或者连续层群组，所述层或者群组在厚度的方向上(即，在本实例中的方向Z上)最接近预制件3的表面。相反地，“内部”或者“包芯”是指纬纱或者经纱在相同方向上的纱线的任何层或者连续层群组，所述层或者群组与预制件3的表面分离在相同方向上的至少一个外部纱线层。
在图2的实例中，第一层C1在厚部分21外部。因此，在厚部分21中，层C1在表面15处延伸并且形成预制件3的皮层。
构成薄部分23的经纱线17层的数目相对于形成厚部分21的经纱线17层数目为小，因为在薄部分23中不存在经纱线17的第一层C1。因此，薄部分23相对于厚部分21的厚度具有小厚度。在薄部分23中，从接点25，经纱线17的第一层C1中断或者不存在。换句话说，预制件3在薄部分23中的层C1处不具有经纱线17。由于在部分23中层C1的这种不存在，薄部分23在方向Z上测量的厚度小于厚部分21在方向Z上的厚度。也由于在部分23中层C1的这种不存在，第二经纱线层C2在薄部分23外部，同时在厚部分21中层C1下方延伸，使得层C2在厚部分内部同时位于层C1正下方。
预制件3的叶片9也包括多个纬纱线19层，包括在图2中可见的连续层T1、T2、T3、T4、T5和T6以及在图2中不可见的其他后续纬纱线层。每一层的纬纱线19根据编织而与经纱线17层中的至少一者连接。
纬纱线的第二层T2位于厚部分21中的纬纱线19的第一层T1正下方。纬纱线19的第三层T3位于厚部分21中的第二层T2正下方，并且位于薄部分23中的第一层T1正下方。第四纬纱线层T4位于薄部分23中和厚部分21中的第三纬纱线层T3正下方。第五层T5位于第四层T4正下方，而第六层T6位于第五层T5正下方。“直接地”意指在第一纬纱线19层和坐落在所述第一纬纱线19层正下方的第二纬纱线19层之间不插入其他纬纱线19层。相反地，可以在彼此上下紧接的两个纬纱线层之间插入经纱线。
纬纱线19的第一层T1根据编织而与经纱线17的第一层C1连接，以便位于厚部分21外部。从接点25，第一纬纱线层T1在厚度的方向上成行地落下，以便延伸到薄部分23中，同时根据编织与薄部分23中的经纱线17的第二层C2连接。以此方式，纬纱线19的第一层T1也在薄部分23外部。因此，第一层T1既在厚部分21中也在薄部分23中在方向Y上形成皮层。
为了获得这个特定布置，位于厚部分21中的纬纱线19的第一层T1正下方的纬纱线19的第二层T2在薄部分23中从接点25缺失。为此，如图2中所示出，第二层T2的所有或者一些纬纱线19的超出部分20有利地在接点25处经由纬纱线19的第一层T1移除到预制件3的纤维结构外侧。换句话说，超出部分20围绕第一层C1的最后经纱线17或者相邻经纱线17旋转，同时朝向预制件3的外侧定向。这些超出部分20有利地切割，以便确保表面15的表面条件的规则性。在任何情况下，第二层T2的所有或者一些纬纱线19在薄部分23中从接点25中断。
根据未示出的替代形式，第二层T2的所有或者一些纬纱线19不切割，但是编织在薄部分23中，同时根据编织与所述薄部分23，特定来说与第二层C2和/或第三层C3的纱线17编织在一起，较之连接纬纱线19的所述同一层T2与厚部分21中的经纱线17的编织，所述编织较少交络。优选地，在这个替代形式中，第三层T3的所有或者一些纬纱线19并且任选地其他下部纬纱线19层在薄部分23比在厚部分21中也具有较少交络的编织。
因此，无论怎么变化，获得朝向薄边缘7厚度逐渐减少的叶片9，即，在接点25处于三维结构的方向Z上的厚度差异。层T1形成三维结构的皮层，尽管存在这个厚度差异，但是预制件3的表面条件是连续的。
预制件3有利地包括第三部分，在图1中不可见，从类似于接点25的接点(在图1中不可见)朝向薄边缘7延伸部分23。对于接点25，根据类似于图1的图式，构成第三部分的经纱线17层的数目相对于形成部分23的经纱线17层的数目为小，因为在第三部分中不存在经纱线17的第二层C2。因此，第三部分相对于部分230的厚度具有小厚度。此外，经纱线17的第三层C3在第三部分外部。此外，纬纱线19的第一层T1延伸到第三部分中，同时根据编织与第三部分中的经纱线17的第三层C3连接。因此，第一层T1也在第三部分外部，并且因此沿着叶片9的所有部分形成连续皮层。根据重复直到薄边缘7的相同方案，可以构建由类似于先前节点的节点分离的越来越薄的连续部分以便产生直到薄边缘7厚度逐渐减小的叶片9。通过类似于图2的节点的一连串节点25并且有利地使用上述预成形步骤而获得表面15相对于平面XY的倾斜以及表面15的任何曲率，接点25在方向Y上分布。这些接点中的每一者将厚部分与厚度较小的部分分离。随着这一连串接点，预制件3在方向Z上的厚度减小，在当前这种情况下，通过每一接点25处的一个或者数个纱线层17和19，第一层T1有利地在外部从基底8延伸到薄边缘7。换句话说，第一层T1从基底8到薄边缘7形成预制件3的连续皮层。
为获得表面13的倾斜，可应用类似图式，特定来说对称地。
优选地，第一层T1纬纱线19的纬纱线19具有小于第二层C2纬纱线19的纬纱线19的纱线细度的纱线细度。同样地，第一层C1的经纱线17具有小于第二层C2的经纱线17的纱线细度的纱线细度。以本身已知的方式，纱线的纱线细度或者编号对应于所述纱线的细度，其可以任何方式界定，特定来说通过其组件细丝的数目。在此情况下，纱线细度表达为“K”，其对应于每纱线数以千计的细丝数目。以自身已知的方式，另一选择为，纱线的纱线细度可以特定来说通过其线性质量或者其他类似或者等效性质来界定。
例如，具有较小纱线细度的预制件3的纱线，相对于预制件3的其他纱线细度，具有小于至少1.5的比率的纱线细度，特定来说在碳纱线的情况下，约2.5或者3的比率。特别优选地，预制件3包含：3K纱线，其形成较小纱线细度的纱线；和6K纱线，其形成较大纱线细度的纱线。
一般来说，定位成靠近层C1和T1以及这些层C1和T1的经纱线17和纬纱线19的层具有其纱线细度小于定位成更靠近包芯处的预制件3的其他纱线的纱线，即，包括在表面15和13之间、平行于方向Z接近中位数距离的内部层中。预制件3的纱线细度的这种变化使得可能在特定来说靠近薄边缘7获得特别低的厚度，其中内部层的数目为低。
在图2的实例中，薄部分23包括至少五个经纱线17层。另一选择为，薄部分23可以包括更少或者更多的经纱线17层。在任何情况下，薄部分23包括少于三个的经纱线17层。
优选地，纬纱线19层的数目对应于经纱线17层的数目。然而，可能提供数目低于或者高于纬纱线19层的数目的经纱线17层，其中特定来说根据所实施的编织具有一个或者数个层的差异。一些纱线可以至少部分地不连接，但是由相邻层的纱线捕获。
预制件3的多个经纱线17和/或纬纱线19优选地携带至少在部分23中有助于粘合到预制件3的程度的硬化聚合物，薄边缘7优选地使用由纱线携带的所述聚合物来焊接。
为产生这个预制件3，实施制造方法，包括用于对经纱线17层和纬纱线19层进行多层编织从而使其分布在预制件3的厚度中的步骤。可使用自动三维编织机器(例如，织机)来进行这个步骤。因此产生厚部分21和薄部分23，其在预制件3的薄边缘7的方向上。编织机器被编程为使得预制件包括如上文所定义连接和布置的各种上述经纱线17层和纬纱线19层。
优选地，一旦进行了编织步骤，便切割超出部分20以及任何非编织纱线。任选地，第二层T2的所有或者一些纬纱线19也编织在部分23中，较部分21具有较少交络的编织，如上所述。
图3显示根据本发明的预制件30的第二实施例，类似于图1和图2的预制件3。预制件30具有类似于预制件3的那些特征的特征，这些特征在图3中由相对于与对应特征相关联的图1和图2的参考标记乘以10的参考标记指定。
在图3的这个实施例中，预制件30制造成三维纤维结构，所述三维纤维结构具有在方向Z上测量的厚度并且通过对沿着所述厚度分布的经纱线170的连续层C10A、C10B、C20A、C20B、C30和C40d以及纬纱线190的连续层T10A、T10B、T20A、T20B、T30和T40进行多层编织而编织成单个件。预制件30界定至少一个厚部分210和至少一个薄部分230，所述至少一个薄部分230朝向预制件30的叶片90的薄边缘70延伸厚部分。薄边缘70(在图3中不可见)位于图3右边外侧，如由箭头70符号所表示。叶片90也包括相对基底80(在图3中不可见)并且由箭头80符号表示。预制件30包括经纱线170的两个第一层C10A和C10B，层C10B坐落在层C10A正下方，两个层C10A和C10B形成外部群组的连续层。预制件30也包括经纱线170的两个连续层C20A和C20B，层C20A坐落在层C10B正下方，形成另一群组的经纱线层。预制件30进一步包括纬纱线190的两个第一层T10A和T10B，形成第一群组的纬纱线层，其在厚部分210外部。在这个实例中，根据编织，层T10A和T10B分别与经纱线170的层C10A和C10B连接。
在图3的这个实施例中，构成薄部分230的经纱线170层的数目相对于形成厚部分210的经纱线170层的数目为小，因为经纱线170的两个第一层C10A和C10B在薄部分230中不存在。因此，由经纱线的层C20A和C20B形成的群组在薄部分230外部。此外，纬纱线190的第一两个层T10A和T10B延伸到薄部分230中，同时根据编织分别与薄部分230中的经纱线170的层C20A和C20B连接，以便形成也在薄部分230中的连续经纱线的外部群组。在厚部分210和薄部分230之间的接点250处，两个连续层T20A和T20B的纬纱线190的超出部分200已切割，层T20A坐落在层T10B正下方，并且层T20B坐落在层T20A正下方。层T20A和T20B形成第二群组的连续纬纱线190层。
虽然在上述实例中，预制件3和30用于产生加固件1，此类预制件也可以用于产生优选地用于框架的任何其他部件，所述部件由包括预制件并且包括薄边缘的复合材料制成。例如，这种部件用于陆海空运载工具或者建筑物的框架内。
可实施除图中显示的那些编织以外的编织。
上文描述的每一实施例或者变型的特征可以并入到上文描述的所有实施例或变型中，只要在技术上可行即可。特定来说，相同预制件可以既包括类似于图2的接点25的接点也包括类似于图3的接点250的接点，特定来说旨在形成用于预制件的叶片的表面的弯曲。
Claims (11)
1.一种用于加固件(1)的具有三维纤维结构的预制件(3；30)，所述三维纤维结构具有厚度(Z)并且通过在沿着所述厚度分布的经纱线(17；170)层和纬纱线(19；190)层之间进行多层编织而编织成单个件，所述预制件(3；30)界定至少一个第一部分(21；210)和朝向所述预制件(3；30)的薄边缘(7；70)延伸所述第一部分(21；210)的至少一个第二部分(23；230)，所述预制件(3；30)包括：
-第一经纱群组(C1；C10A，C10B)的连续经纱线层，其包括至少一个经纱线层并且其在所述第一部分(21；210)外部，
-第二经纱群组(C2；C20A，C20B)的连续经纱线层，其包括至少一个经纱线层并且其位于所述第一经纱群组(C1；C10A，C10B)的正下方，以及
-第一纬纱群组(T1；T10A，T10B)的连续纬纱线层，其包括至少一个纬纱线层并且其根据编织与所述第一经纱群组(C1；C10A，C10B)的连接，以便位于所述第一部分(21；210)外部，
同时：
-归因于所述第二部分(23；230)中不存在所述第一经纱群组(C1；C10A，C10B)，形成所述第二部分(23；230)的经纱线(17；170)层的数目相对于形成所述第一部分(21；210)的经纱线层的数目为小，使得所述第二部分(23；230)相对于所述第一部分(21；210)的所述厚度具有小厚度(Z)并且使得所述第二经纱群组(C2；C20A，C20B)在所述第二部分(23；230)外部，并且
-所述第一纬纱群组(T1；T10A，T10B)延伸到所述第二部分(23；230)中，同时根据编织与所述第二部分(23；230)中的所述第二经纱群组(C2；C20A，C20B)连接，使得所述第一纬纱群组(T1；T10A，T10B)也在所述第二部分(23；230)外部；
其特征在于：
-所述第一纬纱群组(T1；T10A，T10B)的所述纬纱线(19；190)具有小于第二纬纱群组(T2；T20A，T20B)的连续纬纱线(19；190)层的纬纱线的纱线细度的纱线细度,所述第二纬纱群组(T2；T20A，T20B)包括至少一个纬纱线层，并且位于所述第一部分(21；210)中的所述第一纬纱群组(T1；T10A，T10B)的正下方；和/或
-所述第一经纱群组(C1；C10A，C10B)的所述经纱线(17；170)具有小于所述第二经纱群组(C2；C20A，C20B)的所述经纱线的纱线细度的纱线细度。
2.根据权利要求1所述的预制件(3；30)，其特征在于，通过所述第二纬纱群组(T2；T20A，T20B)在所述第一部分(21；210)与所述第二部分(23；230)的接点(25；250)处中断而使所述第二纬纱群组(T2；T20A，T20B)不存在于所述第二部分(23；230)。
3.根据权利要求1或者2所述的预制件(3；30)，其特征在于所述预制件(3；30)包含6K纱线和3K纱线。
4.根据权利要求1或2所述的预制件(3；30)，其特征在于所述第二部分(23；230)包括至少三个经纱线(17；170)层。
5.根据权利要求1或2所述的预制件(3；30)，其特征在于：
-所述预制件(3；30)包括朝向所述薄边缘(7；70)延伸所述第二部分(23；230)的第三部分，
-所述预制件(3；30)包括第三经纱群组(C3；C30)的连续经纱线(17；170)层，其包括至少一个经纱线层并且其位于所述第二部分(23；230)中的所述第二经纱群组(C2；C20A，C20B)的正下方，
-归因于所述第三部分中不存在所述第二经纱群组(C2；C20A，C20B)，形成所述第三部分的经纱线层的数目相对于形成所述第二部分(23；230)的经纱线层的数目为小，使得所述第三部分相对于所述第二部分(23；230)的厚度具有小厚度(Z)并且使得所述第三经纱群组(C3；C30)在所述第三部分外部，并且
-所述第一纬纱群组(T1；T10A，T10B)层延伸到所述第三部分中，同时根据编织与所述第三部分中的所述第三经纱群组(C3；C30)连接，使得所述第一纬纱群组(T1；T10A，T10B)也在所述第三部分外部。
6.根据权利要求1或2所述的预制件(3；30)，其特征在于所述预制件(3；30)的多个经纱线(17；170)和/或纬纱线(19；190)携带有助于至少在所述第二部分(23；230)中粘合到所述预制件(3；30)的程度的硬化聚合物。
7.根据权利要求6所述的预制件(3；30)，其特征在于所述薄边缘(7；70)是使用由所述多个经纱线(17；170)和/或纬纱线(19；190)携带的所述硬化聚合物焊接的。
8.一种框架部件，其包括根据权利要求1至7中任一项所述的预制件(3；30)以及树脂类型的固结材料(5)，所述预制件(3；30)的纤维结构浸渍有所述固结材料。
9.根据权利要求8所述的框架部件，其中所述框架部件是加固件(1)。
10.一种用于制造用于加固件(1)的具有三维纤维结构的预制件(3；30)的制造方法，所述三维纤维结构具有厚度(Z)并且编织成单个件，所述制造方法包括用于对沿着所述厚度分布的经纱线(17；170)层和纬纱线(19；190)层进行多层编织的步骤，其中其界定至少一个第一部分(21；210)和朝向所述预制件(3；30)的薄边缘(7；70)延伸所述第一部分(21；210)的至少一个第二部分(23；230)，使得所述预制件(3；30)包括：
第一经纱群组(C1；C10A，C10B)的连续经纱线层，其包括至少一个经纱线层并且其在所述第一部分(21；210)外部，
第二经纱群组(C2；C20A，C20B)的连续经纱线层，其包括至少一个经纱线层并且其位于所述第一经纱群组(C1；C10A，C10B)正下方，以及
第一纬纱群组(T1；T10A，T10B)的连续纬纱线层，其包括至少一个纬纱线层并且其根据编织而与所述第一经纱群组(C1；C10A，C10B)连接，以便位于所述第一部分(21；210)外部，
而，为了形成所述第二部分(23；230)：
所述第二部分(23；230)中的经纱线(17；170)层的数目相对于形成所述第一部分(21；210)的经纱线层的数目减小，这个减小是通过所述第二部分(23；230)中不存在所述第一经纱群组(C1；C10A，C10B)使得所述第二部分(23；230)相对于所述第一部分(21；210)的厚度具有小厚度并且使得所述第二经纱群组(C2；C20A，C20B)在所述第二部分(23；230)外部而获得，并且
所述第一纬纱群组(T1；T10A，T10B)根据编织而与所述第二部分(23；230)中的所述第二经纱群组(C2；C20A，C20B)粘结，使得所述第一纬纱群组(T1；T10A，T10B)也在所述第二部分(23；230)外部；
所述制造方法的特征在于：
所述第一纬纱群组(T1；T10A，T10B)的所述纬纱线(19；190)具有小于第二纬纱群组(T2；T20A，T20B)的连续纬纱线(19；190)层的纬纱线的纱线细度的纱线细度，第二纬纱群组(T2；T20A，T20B)包括至少一个纬纱线层并且位于所述第一部分(21；210)中的所述第一纬纱群组(T1；T10A，T10B)的正下方；和/或
所述第一经纱群组(C1；C10A，C10B)的所述经纱线(17；170)具有小于所述第二经纱群组(C2；C20A，C20B)的经纱线的纱线细度的纱线细度。
11.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于：
在所述第二部分(23；230)处，所述第二纬纱群组(T2；T20A，T20B)的所述纬纱线的超出部分(20；200)从所述纤维结构露出，并且
所述超出部分被切割。
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