CN112638611B - 用于制造具有双曲率几何结构的复合板的复合预成型件的制造方法 - Google Patents

用于制造具有双曲率几何结构的复合板的复合预成型件的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种预成型件(26)的生产,所述预成型件用于生产由具有不可展开的最终形状的复合材料制成的部件(10),包括以下步骤:提供至少三轴的无纺织物(13),包括:在第一方向上取向的层(14A),在第二方向上取向的纤维(16),在第三方向上取向的层(14C),以及接缝(18),所述接缝(18)彼此平行地延伸并且形成用于所述周向纤维(15)的护层;通过将所述接缝平行于所述元件的周向方向(11、28)放置,所述织物设置在不可展开的形状元件(21、27)上;使所述周向纤维在护层中滑动,使得所述织物与所述不可展开的形状元件连续接触。

Description

用于制造具有双曲率几何结构的复合板的复合预成型件的制 造方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造预成型件的方法,所述预成型件用于制造由复合材料制成的不可展开的最终形状部件,所述复合材料至少三轴地由无纺织物(“无屈曲织物”或“NCF”)制成,以及由此获得的预成型件。
本发明还涉及一种由不可展开的最终形状类型的复合材料制成的部件、例如面板,以及包括这种部件的机舱,所述不可展开的最终形状类型的复合材料通过根据本发明的方法获得的预成型件制造。
背景技术
不可展开的形状也可被称为双曲率几何形状。
无纺织物是众所周知的,并且具有在单个层中具有几个方向上的纤维层的特性。换句话说,无纺织物是由若干层纤维的组件构成的纤维预成型件,每层纤维具有不同的取向并通过缝纫线保持在一起。双轴无纺织物包括两层,每层包括沿不同方向取向的纤维,因此包括两种不同的纤维取向,而三轴无纺织物包括三层,每层包括沿不同方向取向的纤维,因此包括三种不同的纤维取向,四轴无纺织物包括四层,因此包括四种纤维取向,等等。
通常,由复合材料制成的不可展开的最终形状部件由织物预成型件制成,该织物预成型件由施加在不可展开的形状元件上的大体双轴织造织物形成,也就是说包括两个纤维方向,或者由双轴向无纺织物形成。织物预成型件可以用树脂预浸渍,或者浸渍树脂的步骤可以在将织物预成型件施加在不可展开的形状元件上的步骤之后。最后,在聚合树脂的步骤之后,获得由复合材料制成的不可展开的最终形状部件。该聚合步骤可以根据所用的树脂或冷或热地进行。
双轴织造和无纺织物能够散开,因此可用于制造不可展开的最终形状部件,而不引起纤维起皱或断裂。
然而,双轴织物仅包括两种纤维取向,因此提供主要的正交各向异性,即在纤维的两个垂直方向,这使得不可能获得具有良好刚度特性和良好机械强度的复合材料。因此,根据纤维的不同取向,需要施加许多厚度的织物,以获得良好的刚度特性和高机械强度。
已知的解决方案在于由三轴无纺织物(也称为多轴织物)制成的复合材料制造不可展开的最终形状部件。困难是避免纤维断裂,因为三轴无纺织物是不可变形的。为此,从文献US8234990B2中已知,三轴无纺织物的接缝的性质、间隔、张力和/或密度是重要的。
然而,这种类型的无纺织物应用于不可展开的形状的元件,更具体地应用于具有纵向轴线的回转表面,具有产生纤维褶皱的趋势。这种部件元件具有弯曲母线,其曲率半径沿着纵向轴线变化。
从文献EP2456049中还已知,使用扁平制造的纤维预成型件,然后使其变形以获得三维纤维预成型件,其中纤维为包括不同取向的多层纤维的织物形式,纤维通过接缝互连,从而允许纤维在变形期间相对于彼此滑动。
发明内容
因此,需要提供一种用于获得由回转不可展开的最终形状类型的复合材料制成的部件的新方法,该方法使得可以获得具有良好机械强度并且不表现出褶皱、断裂或波纹的部件。
为此目的,根据本发明的制造方法是用于制造预成型件的方法,该预成型件用于制造由具有纵向轴线的回转或准回转不可展开的最终形状类型的复合材料制成的部件,其特征在于,该方法包括以下步骤:
a)提供至少三轴的无纺织物,包括:
-第一层,包括在第一方向上取向的所谓周向纤维,
-第二层,包括在第二方向上取向的纤维,
-第三层,包括在第三方向上取向的纤维,
-以及将第一、第二和第三层的纤维结合的接缝,所述接缝彼此平行地延伸并且形成用于周向纤维的护层,
b)通过将接缝平行于不可展开的形状元件的周向方向放置,所述织物设置在不可展开的形状元件上或不可展开的形状元件中,所述不可展开的形状元件与所需的不可展开的最终形状相同,或者与所需的不可展开的最终形状相比具有减小的尺寸,
c)使周向纤维在由接缝形成的护层中滑动,使得织物与不可展开的形状元件连续接触,并且因此适应于不可展开的形状元件的不可展开的形状。
因此,根据本发明的方法使得可以从单一厚度的织物获得由复合材料制成的预成型件,该预成型件的接缝在彼此平行的方向上并且形成所述织物的第一层的(称为周向)纤维股线的护层。
在单一厚度的三轴织物中,由此制成在织物平面中可具有准各向同性机械特性的预成型件。
表述“准回转最终形状”是指不限于360°的部件的最终不可展开的形状。它可以是回转部件的一部分。
此外,准回转形状包括在平行于纵向轴线的平面中的母线的集合,母线的至少一个母线大于或等于二阶的曲线,并且包含在纵向轴线处的垂直平面中的母线的曲线与每个母线的至少一个点相交。
优选地,准回转形状具有弓背(tonnoid)形状。它也可以具有局部特性,例如轻微的凸起或收缩。
构成织物的第一、第二和第三层纤维可以具有不同的表面质量,或者甚至在同一层内具有不同的表面质量,例如通过改变所述层内的纤维密度。
不可展开的形状元件具有靠近回转表面的表面和纵向轴线。
步骤b)和c)允许织物成形,以获得预成型件。
更特别地,步骤c)使得周向纤维在其护层内滑动成为可能,这导致织物的接缝保持的第二和第三层的纤维的散开。
术语“散开”是指第二和第三层的纤维相对于周向纤维的角度在织物内变化。
根据不可展开的形状元件的曲率梯度来执行散开。
因此,织物被压靠在不可展开的形状元件上。
这种成形伴随着织物的不同层的纤维的相对位移。然后,织物获得与其所施加的不可展开的形状元件的不可展开的形状相同的不可展开的形状,以获得预成型件。
由于结合不同层的纤维的接缝所产生的摩擦,预成型件的不可展开的形状被保持,这被称为塑性或耐久变形,与弹性变形相反。
根据本发明的其它特征,本发明的方法包括单独考虑或根据所有可能组合考虑的以下任选特征中的一个或多个。
在第一变型中,通过张紧周向纤维来执行步骤c),以使周向纤维在由接缝形成的护层中滑动,并且使第二和第三层的纤维散开。
根据该变型,第二和第三层的纤维的端部也可以通过例如夹具或粘合剂的保持装置来保持。
有利地,根据该变型,还可以通过例如杆的压力装置在不可展开的形状元件的方向上在织物上施加压力。
因此,压力装置使得可以保持第二和第三层的纤维压靠不可展开的形状元件,并且促进周向纤维的滑动,从而促进第二和第三层的纤维的解开。
在优选实施例中,压力装置相对于不可展开的形状切向地朝向预成型件的一个或多个自由端移位。
在步骤c)期间,有利地使第二和第三层的纤维处于拉伸状态。
在第二变型中,通过使第二和第三层的纤维处于张力下,并且通过借助于例如杆的压力装置沿不可展开的形状元件的方向在织物上施加压力,以使周向纤维在由接缝形成的护层中滑动,并且使第二和第三层的纤维散开,来执行步骤c)。
在优选实施例中,压力装置相对于不可展开的形状切向地朝向预成型件的一个或多个自由端移位。
这些变型也可以同时或相继或交替地组合。
通过在周向纤维和/或第二和第三层纤维的端部上拉伸,有利地逐渐进行拉伸。
张紧是手动或机械地施加的。
根据一个特征,不可展开的形状元件是凸形形状元件,被称为阳形形状元件。
根据该特征,步骤c)通过将织物围绕阳形形状元件卷起来执行。
根据另一特征,不可展开的形状元件是凹形形状元件,被称为阴形形状元件。
根据该特征,步骤c)通过沿阴形形状元件的圆周向织物施加至少一个辊以使织物成形来执行。
在一个实施例中,不可展开的形状元件相对于期望的不可展开的最终形状部件具有相同的圆周。
在另一实施例中,不可展开的形状元件相对于期望的不可展开的最终形状部件具有减小的圆周。
通过减小的圆周意味着几何形状与最终形状相比减小,曲率半径以相同的因子减小。
在准回转最终形状的情况下,不可展开的形状元件可具有相对于最终不可展开的形状的圆周相同或减小的圆周的回转形状。
根据一个特征,在步骤b)期间,织物通过阻挡装置沿着不可展开的形状元件的母线被阻挡在不可展开的形状元件上。
该阻挡步骤在织物的中心区或在织物的一端进行。
有利地,织物具有相同或不同的每层纤维的纤维表面质量。
此外,通过改变纤维的表面密度,织物有利地在相同的纤维层内具有恒定的或可变的表面质量。
优选地,在步骤a)期间,第二和第三层的纤维相对于周向纤维分别具有小于90°和大于90°的角度。
更优选地,为了构成纤维的平衡分布,第二层的角度具有α值,而第三层的角度具有β=180-α值。
有利地,α包含在15°和80°之间。
在优选的实施例中,接缝是链式针织的形状。
以已知的方式,链式针织形状接缝包括在第一面上的编织图案,也称为锯齿形,和在相对面上的链式图案。
在该实施例中,包括周向纤维的第一层抵靠接缝的针织图案放置,或者放置在第二层和第三层之间。
根据一个特征,织物还包括至少一个附加纤维条带,其取向垂直于接缝。
根据该特征,用于将织物阻挡在不可展开的形状元件上的装置优选地放置在该附加纤维条带上。
本发明还涉及通过上述方法获得的预成型件。
这种预成型件包括至少三轴的织物,该织物包括第一层、第二层和第三层,第一层包括在第一方向上取向的周向纤维,第二层包括在第二方向上取向的纤维,第三层包括在第三方向上取向的纤维,第二层和第三层的纤维相对于周向纤维具有角度,该角度在预成型件内是可变的。
本发明还涉及一种用于获得由具有纵向轴线的回转或准回转不可展开的最终形状类型的复合材料制成的部件的方法,其特征在于,该方法包括根据上述方法制造预成型件的步骤,以及将预成型件施加在与期望的不可展开的最终形状部件相同的不可展开的形状模块上并且通过插入基体和基体的热聚合或冷聚合固结的附加步骤。
根据一个特征,在附加步骤期间,将若干预成型件施加到与期望的不可展开的最终形状部件相同的不可展开的形状模块。
根据另一特征,可以局部添加其它织物结构。
这些其它结构有利地加入织物层的叠层中。
可替代地,这些其它结构的至少一部分被添加到织物层的顶部。
作为进一步的变型,这些其它结构的至少一部分被添加在织物层下方。
本发明还涉及一种由回转或准回转不可展开的最终形状类型的复合材料制成的部件,其使用通过上述方法获得的预成型件制造。
由回转或准回转不可展开的最终形状类型的复合材料制成的部件由在平行于纵向轴线的平面中的母线的集合限定的表面界定,母线的至少一条母线是大于或等于二阶的曲线,并且包含在垂直于纵向轴线的平面中的母线的曲线与每条母线的至少一个点相交。
优选地,由复合材料制成的部件具有弓背形状。
它还可以具有局部特性,例如轻微的凸起或收缩。
由回转或准回转不可展开的最终形状类型的复合材料制成的部件,包括通过上述方法获得的预成型件。
由回转或准回转不可展开的最终形状类型的复合材料制成的部件的特征在于,它包括织物,该织物的接缝形成用于织物的同一层的所谓的周向纤维的护层,所述接缝平行于部件的周向方向。
由复合材料制成的该部件的显著之处在于纤维没有表现出褶皱或断裂。它包括织物,该织物具有彼此平行且平行于由复合材料制成的部件的周向方向取向的相同层的纤维和具有沿由复合材料制成的部件的纵向方向展开的角度的两个其它层的纤维。
本发明还涉及一种包括上述部件的机舱。
附图说明
通过阅读以下描述并查看附图,本发明的其它特征和优点将变得显而易见,其中:
图1是根据本发明的围绕纵向轴线的准回转不可展开的最终形状部件的示意性立体侧视图,该部件包括三轴无纺织物;
图2是示出用于制造图1的部件的织物的示意性截面图;
图3是图2的织物的示意性俯视图;
图4是图3的织物的变型的示意性俯视图;
图5a、5b、6、7、8、9a和9b示出了用于制造图1的部件的方法的第一实施例;
图10是图1的部件的示意性侧视图,示出了周向纤维与第二和第三层的纤维之间的角度;
图11是图1的部件的局部示意图,包括附加纤维条带。
具体实施方式
在以下说明书和权利要求书中,相同、相似或类似的部件将由相同的附图标记表示,并且术语“前”、“后”、“水平”、“竖直”、“上”、“下”等将被无限制地使用并且参考附图以便有助于说明。
图1表示根据本发明的准回转不可展开的最终形状的部件10。
部件10是具有半筒状的面板。
我们称卵形或不规则马铃薯形。
部件10具有纵向轴线A。其具有周向方向11和弯曲母线12,弯曲母线的曲率半径沿着纵向轴线A变化。
部件10由复合材料制成。它包括三轴无纺织物13。
部件10用三轴无纺织物13覆盖。
作为变型,由复合材料制成的部件10包括多个三轴无纺织物13。
如图2所示,用于制造部件10的三轴无纺织物13包括第一层14A、第二层14B和第三层14C。
第一、第二和第三层14A、14B和14C是重叠的,第一层14A是上层,第二层14B是中间层,第三层14C是下层。
所述层可以被称为片材或单向片材。
每层由彼此平行设置的纤维组成。
第一层14A包括沿第一方向取向的周向纤维15,而第二层14B包括沿第二方向取向的纤维16,第三层14C包括沿第三方向取向的纤维17。
第二和第三层的周向纤维15以及纤维16和17被布置成在彼此平行的平面中重叠。
第二层14B的纤维16与周向纤维15形成角度α(图1),第三层14C的纤维17与周向纤维15形成角度β(图1)。
角度β通常等于180-α,并且优选地α=60°,以在织物13的平面中获得准各向同性行为。
包括周向纤维的第一层14A优选地是织物13的上层。
所述层14A、14B和14C的纤维15、16和17一起分组成通过接缝18连接在一起的股线(图3)。
如图3所示,接缝18在三轴线无纺织物13的第一侧上是针织形状,而在三轴线无纺织物13的第二侧(未示出)上是链形状(未示出),第二面与第一面相对。
链形状对应于所谓链式线迹的平行线,而针织形状对应于连接两个相邻链式线迹的横向段180。
在图4所示的变型中,针织形状对应于横向段180和纵向段181的交替。
接缝18彼此平行地延伸,并且平行于第一层14A的周向纤维15。
包括周向纤维15的第一层14A定位成与接缝18的针织图案接触,也就是说与横向段接触。
因此,包括周向纤维15的第一层14A定位在接缝18的横向段和第二层14B之间,第二层设置在第一层14A和第三层14C之间,第三层本身设置在第二层14B和接缝18的链式线迹之间。
接缝18的横向段180和第二和第三层14B、14C的纤维16、17然后形成用于周向纤维15的股线的护层。
所述周向纤维15的股线被这样形成的护层包围。
在未示出的变型中,包括周向纤维15的第一层14A定位在第二层14B和第三层14C之间。
根据该变型,接缝18可以在织物13的两个面上处于独立的平行线中,也就是说,例如由在一个面上仅包括平行于周向纤维15的段181和在另一个面上的链环的直链形成。
然后,第二和第三层14B、14C的纤维16、17在用于周向纤维15的股线的两个接缝线18之间形成护层。
参照图1,周向纤维15平行于部件10的周向方向11。
图5A和5B示出了用于获得部件10的方法的第一实施例的第一步骤,其中通过平行于辊21的周向方向22放置周向纤维15,将呈具有两个相对端部20A和20B(图6)的条带形状的三轴无纺织物13放置在不可展开的形状的辊21上,该辊具有与期望的最终不可展开的形状相比尺寸减小的回转表面并且具有周向方向22。
该第一步骤对应于如上文关于获得预成型件所呈现的步骤b)。
不可展开的形状的辊21于是具有圆顶形状或阳形形状。
该第一实施例被称为圆顶形成。
辊具有弓背形状。
三轴无纺织物13通过夹紧杆23(图5b)沿辊21的母线24(图5a)被阻挡在辊21上。
在图6的示例中,夹紧杆23在所述三轴无纺织物13的中心区域Z处阻挡三轴无纺织物13。
因此,端部20A和20B是自由的。
图6示出了用于获得部件10的方法的第一实施例的第二步骤,其中通过使辊21沿着箭头R枢转,在周向纤维15的端部20B上沿着箭头F的方向施加张力。
该第二步骤对应于如上文关于获得预成型件所呈现的步骤c)。
该张力允许圆周纤维15在由接缝18形成的其护层中滑动,使得三轴无纺织物13压靠辊21。
然后,三轴无纺织物13与辊21连续接触。
在周向纤维15的滑动期间,三轴无纺织物13的第二和第三层的纤维16和17作为辊21的局部周长的函数而散开。
实际上,第二和第三层的纤维16和17由接缝18保持。
因此,在第二和第三层的纤维16和17与圆周纤维15之间形成的角度α和β在三轴无纺织物13内变化(图10)。
在该第二步骤期间,还可以使用杆25在辊的方向上在三轴无纺织物13上施加压力。
例如夹具或粘合剂(未示出)的保持装置使得可以保持第二和第三层14B和14C的纤维16和17的端部。
这些保持装置也使得可以在第二和第三层14B和14C的纤维16和17的端部上施加张力,以促进在辊21的形状上的镀覆。
图7示出了绕辊21卷起的三轴无纺织物13。
通过施加粘合剂或夹紧杆(未示出)或任何其它可以被移除的装置,将三轴无纺织物13的已经围绕辊成形的位于三轴无纺织物13的中心区域Z和端部20B之间的部分阻挡在辊21上,以保持三轴无纺织物13围绕辊21卷起。然后可逆地阻挡端部20B。
在该第二步骤期间,通过沿与箭头R(图6)相反的方向(尽管未示出)枢转所述辊21,三轴无纺织物13的一部分然后在三轴无纺织物13的中心区域Z和相对端20A之间围绕辊21卷起,以使三轴无纺织物13的其余部分围绕辊21成形。
在该第二步骤结束时,如图8所示,使三轴无纺织物13成形。
图8示出了在围绕不可展开的形状的辊21成形之后,周向纤维15已经相对于第二和第三层14B、14C的纤维16、17滑入护层中。
在成形之前,它们的端部将被对准。
在未示出的实施例中,第一层14A在纤维15的端部附近局部地不与第二和第三层14B、14C结合,以有助于夹紧这些不同层的纤维,用于施加张力或保持它们。
在未示出的另一实施例中,织物13的横向边缘仅包括第二和第三层14B和14C的纤维16、17,而没有周向纤维15,以有助于独立于周向纤维15而夹紧第二和第三层14B和14C的纤维。
获得三轴无纺织物13的预成型件26(图9A),其角度α和β在三轴无纺织物13内是可变的。
图9A和9B示出了用于获得部件10的方法的第一实施例的第三步骤,其中,将预成型件26施加到与具有期望的最终不可展开的形状的部件10相同的模块27。
该第三步骤对应于如上文关于获得由回转或准回转不可展开的最终形状类型的复合材料制成的部件所呈现的附加步骤。
通过平行于模块27的周向方向28设置接缝18来施加预成型件26。
模块27则具有圆顶形状或阳形形状。
在该第三步骤期间,将预成型件26施加在模块27上称为圆顶覆盖(domedraping)。
作为变型,预成型件26可应用在与期望的不可展开的最终形状的部件10相同的模块中。
模块然后具有摇篮形状(cradle shape)或阴形形状。
然后我们称摇篮覆盖。
预成型件26与模块的形状相匹配。它与模块连续接触。
该第三步骤之后是树脂浸渍步骤,然后是聚合步骤,以获得根据本发明的部件10,如图1中所示。
图10示出了第二和第三层的周向纤维15与纤维16和17之间的角度α和β的变化。
周向纤维15和第二层的纤维16之间的角度α相对于成形前的三轴无纺织物的初始取向在-15°和+15°之间变化。角度变化更加重要,因为双曲率是重要的。
圆周纤维15和第三层的纤维17之间的角度β以与周向纤维15和第二层的纤维16之间的角度相同的方式变化。
图11示出了包括三轴无纺织物13的部件10的变型,该三轴无纺织物包括取向垂直于周向纤维15的附加纤维条带29。
根据该变型,在辊21上的三轴向无纺织物13的夹紧杆23(图6)优选地设置在该附加纤维条带29上,或靠近该附加纤维条带。
附加纤维条带29优选地设置在几乎没有散开的区域中。
其具有进一步阻止由于第四纤维方向而导致的三轴无纺织物的变形的效果。该条带优选地相对于织物的尺寸和辊21的圆周是窄的。
在用于获得部件10的方法的第二实施例(未示出)中,第一步骤包括通过平行于模块27的周向方向28放置周向纤维15,将呈具有两个相对端部20A和20B的条带形式的三轴无纺织物13(图6)直接放置在与具有期望的最终不可展开的形状的部件10相同的模块27(图9A、9B)上。
在该第一步骤中,通过夹紧杆(未示出)沿着模块27的母线30将三轴无纺织物13保持压靠在模块27上。
该夹紧杆在所述三轴无纺织物13的一端20A处阻挡三轴无纺织物13。
第二步骤然后包括在周向纤维15的自由端20B上施加与被阻挡的端20A相反方向的张力。
作为一种变型,在第一步骤期间,夹紧杆在三轴无纺织物13的中心区域处阻挡三轴无纺织物13。
根据该变型,第二步骤包括在周向纤维15的两个端部20A、20B的水平处施加张力。
该张力允许圆周纤维15在由接缝18形成的其护层中滑动,使得三轴无纺织物13压靠模块27。
然后,三轴无纺织物13与模块27连续接触。
张力沿着模块的纵向轴线(未示出)逐渐施加到周向纤维15的端部。
在周向纤维15的滑动期间,三轴无纺织物13的第二和第三层的纤维16和17根据模块27的局部周长而散开。
因此,在第二和第三层的纤维16和17与圆周纤维15之间形成的角度α和β在三轴无纺织物13内变化(图10)。
在该第二步骤期间,杆(未示出)在模块27的方向上对三轴无纺织物13施加压力。
例如夹具或粘合剂的保持装置(未示出)使得可以保持第二和第三层14B和14C的纤维16和17的端部。
在该第二步骤结束时,使三轴无纺织物13成形。
该步骤之后是树脂浸渍步骤,然后是聚合步骤,以获得根据本发明的部件10,如图1中所示。
在未示出的第三实施例中,第一步骤包括将呈具有两个相对端部20A和20B的条带的形式(图6)的三轴无纺织物13设置在不可展开的阴形或摇篮形状的元件中,优选地与期望的最终不可展开的形状相同。
作为一种变型,与期望的不可展开的最终形状相比,阴形形状具有尺寸减小的回转表面。
根据该实施例,三轴无纺织物13通过夹紧杆沿着元件的母线夹紧在元件上。
然后通过将三轴无纺织物13夹紧在摇篮元件上,同时通过按压辊或推动元件沿着阴形形状的表面施加三轴无纺织物13,或者通过沿着元件的周向方向移动夹紧杆,在周向纤维15上施加张力。
以这种方式,三轴无纺织物13被逐渐地挤压而与阴形形状的表面连续接触。
根据本发明的部件10不仅包括三轴无纺织物13。它们还可以包括其它材料的其它纤维层,和/或双轴织造或无纺织物。
在未示出的变型中,无纺织物可以是一个或多个四轴无纺织物。
此外,在其它变型中,无纺织物可以是三轴多层织物,也就是说包括三个方向的纤维,但多于三个纤维层。例如,无纺织物可以是三轴五层,包括一个层14A,层14A包括沿第一方向取向的周向纤维15,两个层14B,层14B包括沿第二方向取向的纤维16,和两个层14C,14C包括沿第三方向取向的纤维17。
根据该实施例,包括沿第一方向取向的周向纤维15的层14A设置在包括沿其它方向取向的纤维16和17的层14B和14C之间,所述层14B和14C交替。因此,我们获得以下叠层:
-层14B包括在第二方向上取向的纤维16,
-层14C包括在第三方向上取向的纤维17,
-层14A包括在第一方向上取向的周向纤维15,
-层14C包括在第三方向上取向的纤维17,
-层14B包括在第二方向上取向的纤维16。
该顺序提供了在厚度方向上平衡的所谓的“镜像”叠层。
上述关于包括所谓的弓背凸面的双曲率形状的方法也适用于具有弯曲母线的形状,例如空竹形状(diabolo shape),或者具有波纹母线的形状,然后包括可与弓背形状相比的部分和可与空竹形状相比的部分。

Claims (11)

1.一种用于制造预成型件(26)的方法,所述预成型件用于制造由具有纵向轴线(A)的回转或准回转不可展开的最终形状类型的复合材料制成的部件(10),所述方法包括以下步骤:
a)提供至少三轴的无纺织物(13),包括:
-第一层(14A),包括在第一方向上取向的所谓周向纤维(15),
-第二层(14B),包括在第二方向上取向的纤维(16),
-第三层(14C),包括在第三方向上取向的纤维(17),以及
-接缝(18),其结合所述第一层(14A)、所述第二层(14B)和所述第三层(14C)的所述纤维(15、16、17),所述接缝(18)彼此平行地延伸并且形成用于所述周向纤维(15)的护层,
b)通过将所述接缝(18)平行于不可展开的形状元件(21、27)的周向方向(11、28)放置,将所述织物(13)设置在所述不可展开的形状元件(21、27)上或所述不可展开的形状元件(21、27)中,所述不可展开的形状元件(21、27)与期望的不可展开的最终形状相同,或者与期望的不可展开的最终形状相比具有减小的尺寸,
c)使所述周向纤维(15)在由所述接缝(18)形成的护层中滑动,使得所述织物(13)与所述不可展开的形状元件(21、27)连续接触,并且因此适应于所述不可展开的形状元件(21、27)的不可展开的形状。
2.根据权利要求1所述的制造方法,其中,通过张紧所述周向纤维(15)以使所述周向纤维(15)在由所述接缝(18)形成的所述护层中滑动并散开所述第二层(14B)和所述第三层(14C)的纤维(16、17)来执行步骤c)。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法,其中,通过压力装置(25)在所述不可展开的形状元件(21、27)的方向上在所述织物(13)上产生压力。
4.根据权利要求3所述的制造方法,其中,所述压力装置(25)为杆。
5.根据权利要求1或2所述的制造方法,其中,在步骤c)期间,所述第二层(14B)和所述第三层(14C)的纤维(16、17)处于拉伸状态。
6.根据权利要求1或2所述的制造方法,其中,所述不可展开的形状元件(21、27)为凸形形状元件,被称为阳形形状元件。
7.根据权利要求1或2所述的制造方法,其中,所述不可展开的形状元件(21、27)是凹形形状元件,被称为阴形形状元件。
8.根据权利要求1或2所述的制造方法,其中,所述不可展开的形状元件(21)相对于具有期望的不可展开的最终形状的部件(10)具有减小的圆周。
9.根据权利要求1或2所述的制造方法,其中,所述不可展开的形状元件(27)与具有期望的不可展开的最终形状的部件(10)具有相同的圆周。
10.一种由复合材料制成的部件(10),所述部件使用根据权利要求1至9中任一项所述的制造方法获得的预成型件(26)制造。
11.一种机舱,包括根据权利要求10所述的部件(10)。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3018286B1 (fr) * 2014-03-10 2016-05-27 Aircelle Sa Preforme tissee pour realiser un renfort circonferentiel ou torique a section en omega
CN114248463B (zh) * 2020-09-21 2024-07-23 江苏金风科技有限公司 纤维织物及其治具和制造方法
FR3118896B1 (fr) 2021-01-19 2023-07-14 Safran Aircraft Engines Procede de fabrication d’une preforme pour une piece de turbomachine et installation de tissage d’une telle preforme

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007160587A (ja) * 2005-12-12 2007-06-28 Toray Ind Inc 多層基材、プリフォームおよびプリフォーム製造方法
CN101232992A (zh) * 2005-07-19 2008-07-30 欧洲直升机德国有限责任公司 用于制造三维弯曲的纤维复合材料构件的方法
CN102873879A (zh) * 2011-07-11 2013-01-16 空中客车运营简化股份公司 制造具有双曲率的面板的方法
CN104837608A (zh) * 2012-09-18 2015-08-12 埃尔塞乐公司 制造复合部件的方法和实施此种方法的生产装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8234990B2 (en) 2008-07-31 2012-08-07 General Electric Company Methods for improving conformability of non-crimp fabric and contoured composite components made using such methods
EP2456049A1 (en) 2010-11-23 2012-05-23 Alstom Technology Ltd Arrangement of a conductive stalk connected to a conductive plate and method for disassembling same
DE102011084438B3 (de) * 2011-10-13 2012-11-29 Airbus Operations Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Komponente zur Verbindung von Strukturen, Verfahren zum Herstellen einer Strukturanordnung sowie Vorrichtung zum Herstellen einer Komponente zur Verbindung von Strukturen
FR3000969B1 (fr) * 2013-01-17 2015-03-06 Safran Structure fibreuse pour piece axisymetrique en materiau composite a diametre evolutif et piece la comportant
FR3043700B1 (fr) * 2015-11-12 2018-12-07 Epsilon Composite Non tisse
FR3053623B1 (fr) * 2016-07-06 2018-08-17 Safran Nacelles Procede de fabrication d’une preforme pour materiaux composites
FR3074081B1 (fr) * 2017-11-29 2020-12-25 Arianegroup Sas Procede et installation de bobinage d'une bande de tissu pre-impregnee sur une surface inclinee

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101232992A (zh) * 2005-07-19 2008-07-30 欧洲直升机德国有限责任公司 用于制造三维弯曲的纤维复合材料构件的方法
JP2007160587A (ja) * 2005-12-12 2007-06-28 Toray Ind Inc 多層基材、プリフォームおよびプリフォーム製造方法
CN102873879A (zh) * 2011-07-11 2013-01-16 空中客车运营简化股份公司 制造具有双曲率的面板的方法
CN104837608A (zh) * 2012-09-18 2015-08-12 埃尔塞乐公司 制造复合部件的方法和实施此种方法的生产装置

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