CN113508030B - 具有三维编织纤维增强件的复合材料部件的修复或恢复制造 - Google Patents

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Abstract

公开了一种修复复合材料部件(10)的方法，包括：‑通过去除损坏区域(20)中的复合材料来制作挖空部分(30)，‑在部件(10)的两个面(11、12)上制作从挖空部分的边缘(32、34)延伸的凹槽(110、120)，‑在部件的厚度中制作多个开通到凹槽的孔口(130)，‑填充部件(40、50)的纤维预制件的三维编织，填充部件包括具有与挖空部分的形状对应的形状的中心部分(41、51)和从中心部分(41、51)延伸多个纤维束(420、450)，‑将填充预制件(40，50)分别放置在部件(10)的一个或另一个面上，其中纤维束存在于部件的面上存在的凹槽中和多个孔口(130)的孔口中，使得纤维束开通到存在于部件的相反面上的凹槽中，‑用基质的树脂前体浸渍纤维填充预制件(40、50)，‑将树脂转化为基质以获得由复合材料(60)制成的填充部件，填充部件包括由基质致密化的纤维增强件。

Description

具有三维编织纤维增强件的复合材料部件的修复或恢复制造
技术领域
本发明涉及由复合材料制成的部件的修复，该部件包括通过由基质致密化的三维编织获得的纤维增强件。
背景技术
与其增强件通过堆叠或悬垂二维纤维层获得的复合材料部件相比，包括通过三维编织获得的增强件的复合材料部件具有的优点是具有“不可分层”特性。
由二维纤维层制成的复合材料部件可以很容易修复，因为层是可分离的，因此在损坏的情况下能够用新的层更换。特别在文献US 2015/0185128、US 2012/0080135和US2007/0095457中描述了修复复合材料部件的解决方案的示例。这些已知的解决方案包括将预浸渍的纤维补片粘在损坏区域或要复原的复合材料部件的区域上，该补片可能由一个或多个纤维层组成。然而，这种类型的解决方案存在粘合补片分层的风险，因此不适用于由具有三维纤维增强件的复合材料部件的修复，因为材料然后会失去其“不可分层”特性。
然而，需要一种用于修复具有三维纤维增强件的复合材料部件的解决方案，该解决方案不会改变材料最初呈现的抗分层性。
发明内容
为此，本发明提出了一种用于修复由复合材料制成的部件的方法，该部件包括在多根经纱和多根纬纱之间具有三维编织物的纤维增强件，所述纤维增强件通过基质致密化，其特征在于，它包括：
-识别部件中的至少一个损坏区域，
-通过去除损坏区域处的复合材料以制作凹入或挖空部段，以形成从复合材料部件的第一面延伸到所述部件的第二面的凹入部段，
-制作第一多个凹槽，第一多个凹槽从凹入部段的一个或多个边缘在复合材料部件的第一面上延伸，
-制作第二多个凹槽，第二多个凹槽从凹入部段的一个或多个边缘在复合材料部件的第二面上延伸，
-在复合材料部件的厚度中制作多个孔口，每个孔口都开通到第一多个凹槽的凹槽中和第二多个凹槽的凹槽中，
-至少一个填充部件纤维预制件的三维编织，该填充部件纤维预制件包括具有与复合材料部件的凹入部段的形状对应的形状的中心部段和从中心部段延伸的多个纤维束，
-将填充部件纤维预制件的中心部段放置在由凹入部段界定的复合材料部件的自由体积中，
-将所述至少一个预制件的纤维束的第一部分放置在存在于部件的第一面上的第一多个凹槽的凹槽中和多个孔口的孔口中，使得所述至少一个预制件的纤维束的第一部分的纤维束开通到第二多个凹槽的凹槽中，
-将所述至少一个预制件的纤维束的第二部分放置在存在于部件的第二面上的第二多个凹槽的凹槽中和多个孔口的孔口中，使得所述至少一个预制件的纤维束的第二部分的纤维束开通到第一多个凹槽的凹槽中，
-用基质的前体树脂浸渍所述至少一个纤维预制件，
-将树脂转变为基质以获得由复合材料制成的填充部件，该填充部件包括由基质致密化的纤维增强件，所述填充部件占据由凹入部段限定的体积。
通过使用包含至少一个预制件的填充件，该预制件具有通过三维编织的中心部段，其通过纤维束机械地附接到该部件，能够进行具有高抗分层性的修复。因此，根据本发明的复合材料部件中的损坏区域的修复是特别稳健的。
根据本发明方法的第一特征，修复方法包括：
-第一填充部件纤维预制件的三维编织，第一填充部件纤维预制件包括具有与复合材料部件的第一面的侧部上的凹入部段的形状对应的形状的中心部段和从中心部段延伸的多个纤维束，
-第二填充部件纤维预制件的三维编织，第二填充部件纤维预制件包括具有与复合材料部件的第二面的侧部上的凹入部段的形状对应的形状的中心部段和从中心部段延伸的多个纤维束，
-将第一填充部件纤维预制件的中心部段放置在由凹入部段界定并且存在于部件的第一面的侧部上的复合材料部件的自由体积的一部分中，并且将纤维束放置在存在于部件的第一面上的第一多个凹槽的凹槽中和多个孔口的孔口中，使得第一预制件的纤维束开通到第二多个凹槽的凹槽中，
-将第二填充部件纤维预制件的中心部段放置在由凹入部段界定并且存在于部件的第二面的侧部上的复合材料部件的自由体积的另一部分中，并且将纤维束放置在存在于部件的第二面上的第二多个凹槽的凹槽中和多个孔口的孔口中，使得第二预制件的纤维束开通到第一多个凹槽的凹槽中。
根据本发明的方法的第二特征，凹入部段的制作包括形成若干个面对的边缘，每个边缘包括第一和第二斜面，第一填充部件纤维预制件的中心部段具有的几何形状与限定在面对的边缘的第一斜面之间的凹入部段的体积的一部分互补，而第二填充部件纤维预制件的中心部段具有的几何形状与限定在面对的边缘的第二斜面之间的凹入部段的体积的另一部分互补。这允许优化机械载荷在填充部件和待修复部件的复合材料结构之间的结合界面上的传递。
根据本发明的方法的第三特征，凹入部段具有多边形形状，第一多个凹槽的凹槽各自从由在复合材料部件的第一面上的凹入部段形成的多边形的顶点延伸，第二多个凹槽的凹槽各自从由在复合材料部件的第二面上的凹入部段形成的多边形的顶点延伸。这允许获得每个填充部件纤维预制件的平衡的附连构造，并从而增强填充部件在待修复的复合材料部件上的保持。
根据本发明的方法的第四特征，第一和第二多个凹槽各自包括从分别开通到复合材料部件的第一面和第二面上的凹入部段的边缘延伸的主凹槽和从每个主凹槽延伸的次级凹槽，多个孔口的孔口的至少一部分开通到第一多个凹槽的次级凹槽中并且开通到第二多个凹槽的次级凹槽中。因此能够为每个填充部件纤维预制件形成呈“雪花”形式的附连网络，从而增强填充部件在待修复的复合材料部件上的保持。
根据本发明的方法的第五特征，后者还包括将第一填充部件纤维预制件的纤维束引入到第二纤维预制件的中心部段中，以及将第二填充部件纤维预制件的纤维束引入到第一纤维预制件的中心部段中。这允许进一步增强纤维预制件在复合材料部件上的保持并提高填充部件的强度。
本发明的一个目标还是一种由复合材料制成的部件，包括在多根经纱和多根纬纱之间具有三维编织物的纤维增强件，所述纤维增强件通过基质致密化，其特征在于，通过基质致密化的纤维增强件包括从复合材料部件的第一面延伸到所述部件的第二面的至少一个凹入部段，并且其中，由复合材料制成的填充部件存在于由所述至少一个凹入部段界定的复合材料部件的自由体积中，复合材料部件包括从开通到第一面上的凹入部段的一个或多个边缘在所述部件的第一面上延伸的第一多个凹槽和从开通到第二面上的凹入部段的一个或多个边缘在所述部件的第二面上延伸的第二多个凹槽，复合材料部件还包括在复合材料部件的厚度中延伸的多个孔口，每个孔口开通到第一多个凹槽的凹槽中并开通到第二多个凹槽的凹槽中，填充部件包括至少一个填充部件纤维预制件，其包括存在于凹入部段的体积内的中心部段和从中心部段延伸的多个纤维束，所述至少一个预制件的中心部段具有三维编织物，所述至少一个预制件的纤维束的第一部分存在于在复合材料部件的第一面上存在的第一多个凹槽的凹槽中和多个孔口的孔口中，使得所述至少一个预制件的纤维束的第一部分的纤维束开通到第二多个凹槽的凹槽中，所述至少一个预制件的纤维束的第二部分存在于在复合材料部件的第二面上存在的第二多个凹槽的凹槽中和多个孔口的孔口中，使得所述至少一个预制件的纤维束的第二部分的纤维束开通到第一多个凹槽的凹槽中。
根据本发明的部件的第一特征，填充部件包括第一和第二填充部件纤维预制件，各自包括存在于凹入部段的体积的一部分中的中心部段和从中心部段延伸的多个纤维束，每个预制件的中心部段具有三维编织物，第一纤维预制件的纤维束存在于在复合材料部件的第一面上存在的第一多个凹槽的凹槽中和多个孔口的孔口中，使得第一预制件的纤维束开通到第二多个凹槽的凹槽中，第二纤维预制件的纤维束存在于在复合材料部件的第二面上存在的第二多个凹槽的凹槽中和多个孔口的孔口中，使得第二预制件的纤维束开通到第一多个凹槽的凹槽中。
根据本发明的部件的第二特征，凹入部段包括至少两个面对的边缘，每个边缘包括第一和第二斜面，第一填充部件纤维预制件的中心部段具有的几何形状与限定在面对的边缘的第一斜面之间的凹入部段的体积的一部分互补，而第二填充部件纤维预制件的中心部段具有的几何形状与限定在面对的边缘的第二斜面之间的凹入部段的体积的另一部分互补。
根据本发明的部件的第三特征，凹入部段具有多边形形状，第一多个凹槽的凹槽各自从由在复合材料部件的第一面上的凹入部段形成的多边形的顶点延伸，第二多个凹槽的凹槽各自从由在复合材料部件的第二面上的凹入部段形成的多边形的顶点延伸。
根据本发明的部件的第四特征，第一和第二多个凹槽各自包括从分别开通到复合材料部件的第一面和第二面上的凹入部段的边缘延伸的主凹槽和从每个主凹槽延伸的次级凹槽，多个孔口的孔口的至少一部分开通到第一多个凹槽的次级凹槽中并且开通到第二多个凹槽的次级凹槽中。
根据本发明的部件的第五特征，第一填充部件纤维预制件的纤维束在第二纤维预制件的中心部段中延伸，并且第二填充部件纤维预制件的纤维束在第一纤维预制棒的中心部段中延伸。
根据本发明的部件的第六特征，该部件对应于航空燃气涡轮发动机的外壳。在这种情况下，本发明的一个目标还是具有根据本发明的外壳航空燃气涡轮发动机，例如具有风扇外壳的航空燃气涡轮发动机，以及包括这些航空发动机中的一个或多个的飞行器。
附图说明
[图1]图1是包括风扇外壳的飞行器发动机的立体图，
[图2A]图2A是图1的发动机的风扇外壳上的撞击区的俯视图，
[图2B]图2B是图1的发动机的风扇外壳上的撞击区的径向剖视图，
[图3A]图3A是根据本发明一个实施例的在风扇外壳中制作凹入部段的俯视图，
[图3B]图3B是根据本发明一个实施例的在风扇外壳中制作凹入部段的径向剖视图，
[图4A]图4A是表示一个面的俯视图，示出了在风扇外壳的两个面上形成围绕凹入部段的凹槽，
[图4B]图4B是径向剖视图，示出了在风扇外壳的两个面上形成围绕凹入部段的凹槽，
[图5A]图5A是表示面的俯视图，示出了在风扇外壳中形成开通到图 4A和4B的凹槽中的多个孔口，
[图5B]图5B是径向剖视图，示出了在风扇外壳中形成开通到图4A 和4B的凹槽中的多个孔口，
[图6A]图6A是表示外部面的俯视图，示出了填充部件的纤维预制件的设置，
[图6B]图6B表示内部面的俯视图，示出了填充部件的纤维预制件的设置，
[图6C]图6C是示出了填充部件的纤维预制件的设置的径向剖视图，
[图7A]图7A是表示外部面的俯视图，示出了图6A的纤维预制件的纤维束的放置，
[图7B]图7B是示出了图6A和6B的每个纤维预制件的纤维束的放置的径向剖视图，
[图8A]图8A是表示外部面的俯视图，示出了风扇外壳中的填充部件的完成，
[图8B]图8B是示出了风扇外壳中的填充部件的完成的径向剖视图，
[图9]图9是示出根据本发明另一实施例的填充部件的纤维预制件的剖视图，
[图10]图10是示出了图9的预制件的纤维束的放置的径向剖视图。
具体实施方式
本发明通常应用于由复合材料制成的任何部件，包括具有三维编织物的纤维增强件，增强件通过基质致密化。
下面将在本发明应用于航空燃气涡轮发动机的风扇外壳的非限制性框架内描述本发明。本发明也应用于航空发动机的其它复合材料部件，比如也称为“OGV”的引导叶片，或叶片间平台。
如图1中非常示意性地示出的这样的发动机在气流流动方向上从上游到下游包括：设置在发动机入口处的风扇1、压缩机2、燃烧室3、高压涡轮4和低压涡轮5。
发动机容纳在包括对应发动机的不同元件的若干部分的外壳内部。因此，风扇1被具有旋转形状的风扇外壳10围绕。
风扇外壳10在此由具有有机基质的复合材料制成，即由纤维增强件制成，例如碳、玻璃、芳族聚酰胺或陶瓷纤维增强件，纤维增强件通过例如环氧树脂、双马来酰亚胺或聚酰亚胺的聚合物基质致密化。纤维增强件由条状纤维织构制作，该织构通过三维编织成一件获得，该织构通过缠绕在支承工具上而成形。如此构成的纤维增强件然后被基质致密化。特别在文献US8,322,971中描述了这种外壳的制造。由复合材料制成的风扇外壳10 具有限定发动机进气流路的内部面11和外部面12。
在图1、2A和2B中，外壳10具有例如由投射到外壳的内部面11上的叶片碎片造成的损坏区域20。
根据本发明的修复方法，外壳在损坏区域20处被机加工以去除受影响的复合材料并准备用于修复的区域。复合材料的去除是在外壳的确定表面上进行的，至少覆盖了标识为损坏的区域并在外壳的整个厚度上。如图3A 和3B所示，因此获得了凹入部段30，其在外壳10的内部面11和外部面12上均开口。
在此处描述的示例中并且根据本发明的特定特征，凹入部段被加工成具有边缘31至36的多边形形状，每个边缘包括具有公共顶点的高度为h 的两个棱柱形状或斜面。更具体地，边缘31至36各自包括相应的第一斜面和第二斜面，第一斜面比如是分别用于边缘32和34的图3B中所示的斜面320和340，第二斜面比如是分别用于边缘32和34的图3B中所示的斜面321和341。边缘可以被机加工为如图3B所示的阶梯状或平滑轮廓。每个成角度的脊部具有图3B中未示出的圆角r。基于损坏区域20的直径D 和要修复的复合材料的厚度E来确定斜面的高度h和圆角r。高度h较佳地确定为使得E/3<h<2E/3。圆角r较佳地确定为使得D/5<r<5D。
凹入部段30限定了材料的自由体积37，其旨在被如下所述的填充部分占据。
一旦制作了凹入部段30，就从凹入部段的边缘31到36加工在复合材料外壳的内部面11上延伸的第一多个凹槽110。同样地，从凹入部段的边缘31至36加工在复合材料外壳的外部面12上延伸的第二多个凹槽120。在复合材料部件的表面上制作凹槽110和120。在此处描述的示例中并且根据本发明的特定特征，每个多个凹槽包括主凹槽，如图4B中所示的多个凹槽120的主凹槽1201至1206，主凹槽由次级凹槽延伸，比如图4B中所示的次级凹槽1211至1216。主凹槽从凹入部段向外延伸，从与凹入部段的边缘之一邻近的一端延伸到另一相对端，一个或多个次级凹槽从该相对端也在凹入部段的向外引导的方向上延伸。主凹槽和次级凹槽在复合材料部件的两个面上对称地形成，即部件的一个面上的多个凹槽的凹槽与该部件另一面上存在的多个凹槽的凹槽对准。
在此处描述的示例中，存在于外壳的两个面上的多个凹槽中的每一个都具有雪花形状，具有由主凹槽形成的6个主分支和在由次级凹槽形成的每个主分支的端部处的3个次级分支。延伸每个主凹槽的次级凹槽的数量可以在0到10之间变化。
一旦制作了凹槽，在复合材料部件的厚度中形成多个孔口，每个孔口都开通到第一多个凹槽的凹槽中和第二多个凹槽的凹槽中。更具体地，在此处描述的以及图5A和5B所示的示例中，18个孔口130形成在外部面 12上存在的次级凹槽1211至1216处，并且开通到在内部面11上存在的相应次级凹槽中。在此处描述的示例中，多个孔口130沿着具有凹入部段30 的中心的同心圆分布，基于待修复的缺陷的直径D来确定该同心圆的直径 D130，例如D<D130<5D。
在上述各种机加工操作之后，部件10的表面被清洁和脱脂。清洁的目的是去除灰尘和所有有可能污染部件表面的杂质，特别是可以通过吹动干的和去油的空气来进行清洁。可以使用乙醇或异丙醇类型的溶剂对表面进行脱脂。
仍然根据本发明的修复方法，第一和第二纤维预制件通过三维编织制作。如图6A、6B和6C所示，制作第一和第二相同的预制件40、50，每个预制件包括中心部段41、51，多个纤维束42至47、52至57从中心部段 41、51延伸。第一预制件40的中心部段41具有的形状对应于外壳10的内部面11的侧部上的凹入部段30的形状，中心部段41旨在填充由凹入部段 30界定的自由体积37的一半。第二预制件50的中心部段51具有的形状对应于外壳10的外部面12的侧部上的凹入部段30的形状，中心部段51旨在填充自由体积37的另一半。纤维束42至47和52至57由分别源自中心部段41和51的连续纱线组成，这些连续纱线被一起组合成束。在此处描述的示例中，纤维束42至47和52至57分别包括旨在放置在多个凹槽110 和120的主凹槽中的主束420至470和520至570，这些主束然后分别细分为次级束421至471和521至571，这些次级束旨在放置在次级凹槽以及孔口130中，如下所述。第一和第二预制件的中心部段通过在例如经线的第一多层纱线和例如纬线的第二多层纱线之间的三维编织而获得。“三维编织”或“3D编织”在此意指一种编织模式，通过该编织模式，第一多层纱线的至少一些纱线在若干层上结合第二多层纱线的纱线，或者相反。填充部件纤维预制件的三维编织可以通过具有若干层经线和纬线的互锁型编织来进行。通过互锁编织的三维编织是一种编织，其中每根经线将若干层纬线连接在一起，经线的路径相同。通过添加/去除一层或多层经纱和纬纱来获得中心部段的棱柱形轮廓。可以设想其它三维编织模式，比如通过多平纹或多缎纹编织的多层编织。在文献US 2010/0144227中描述了这种类型的编织。从中心部段延伸的纤维束可以对应于以三维(例如编制)或二维编织方式编织在一起的连续纱线。纤维束的纱线也可以通过包绕聚在一起或保持松散。
如图6A至6C所示，通过将中心部段41和51放置在凹入部段30的体积37中，并且将束放置在主凹槽中，而将它们呈次级束的分支放置在次级凹槽中，将第一和第二填充部件纤维预制件40和50分别放置在外部面 12的侧部和内部面11的侧部上。
一旦纤维预制件40和50就位，如图7A、7B所示，就将纤维束引入孔口130中，在此是将次级束421至471和521至571引入孔口130 中。
在此处描述的示例中并且根据本发明的特定特征，第一预制件40的纤维束、在此是次级束421至471，在穿过孔口130之后出现在内部面11上，沿着存在于该面上的凹槽行进并被引入第二纤维预制件50的中心部段51 中(图7B)。同样地，第二预制件50的纤维束、在此是次级束521至571，在穿过孔口130之后出现在外部面12上，沿着存在于该面上的凹槽行进并被引入到第一纤维预制件40的中心部段41中。
然后用基质使两个纤维预制件40和50致密化。预制件的致密化包括用构成基质的材料填充其全部或部分体积中的孔隙。基质可以通过液体处理以本身已知的方式获得。
液体处理包括用包含基质材料的有机前体的液体组合物浸渍预制件。有机前体通常呈任选地在溶剂中稀释的聚合物形式，比如树脂。复合材料部件和填充部件预制件放置在以密封的方式可闭合的模具中，该模具可能对应于部件的原始模具或仅采用待修复部件区域的形状的局部模具。然后，将例如树脂的液体基质前体注入整个壳体中，以浸渍预制件的整个纤维部分。
前体向有机基质的转化、即其聚合，通过热处理、通常通过加热模具进行，在去除任何溶剂和聚合物交联之后，预制件仍保持在模具中。该有机基质可以特别地由环氧树脂、例如出售的高性能环氧树脂获得，或者由碳或陶瓷基质的液态前体获得。
在形成碳或陶瓷基质的情况下，取决于所使用的前体和热解条件，热处理包括有机前体的热解，以将有机基质转化为碳或陶瓷基质。例如，液态碳前体可以是相对高焦炭含量树脂，比如酚醛树脂，而液态陶瓷前体(特别是SiC)可以是聚碳硅烷(PCS)、含钛聚碳硅烷(PTCS)或聚硅氮烷 (PSZ)树脂。可以进行若干连续的循环，从浸渍到热处理，以达到期望的致密化程度。
填充部件预制件的致密化可以通过称为RTM(“树脂传递模制”)的众所周知的传递模制工艺进行。根据RTM工艺，将要修复的部件和填充部件预制件一起放置在具有要制作的部件形状的模具中。将热固性树脂注入到包括预制件的内部空间中。通常在注入树脂的位置和用于排放它的孔口之间的该内部空间中建立压力梯度，以便控制和优化树脂对增强件的浸渍。
所使用的树脂可以是例如环氧树脂。适用于RTM工艺的树脂是众所周知的。它们较佳地具有低粘度以促进它们注入纤维中。基于部件必须经受的热机械应力来确定树脂的温度等级和/或化学性质的选择。一旦已经将树脂注入整个增强件，将根据RTM工艺通过热处理进行聚合。
注入到填充部件预制件中的树脂较佳地与用于制造复合材料部件的树脂相同。然而，能够使用不同的树脂进行修复，但其具有的交联和/或聚合温度水平与待修复部件中已经存在的基质相容。
在注射和聚合之后，将部件或其部分脱模。最后，可以通过用软磨料打磨部件去毛刺，较佳地是用诸如GRIT 220之类的砂纸手动打磨，以使修复部分的表面与部件的其余完好表面平滑。然后获得复合材料部件，在此是风扇外壳10，其包括填充部件60，该填充部件由对应于由基质致密化的两个纤维预制件40和50的纤维增强件组成。
在上述示例中，填充部件的纤维增强件由第一和第二纤维预制件获得。然而，根据本发明，填充部件的纤维增强件也可以由单个纤维预制件获得。图9示出了纤维预制件70，其可用于形成填充部件以代替先前所述的第一和第二纤维预制件40和50。如图5A和5B所示，纤维预制件70被制作成单件并且具有允许其集成到外壳10的待修复区域中的形状和尺寸，即，在形成凹入部段30、凹槽110和120(主凹槽和次级凹槽)以及孔口130之后。
更具体地，纤维预制件70包括中心部段71，中心部段71具有的形状对应于凹入部段30的形状，中心部段71旨在填充由凹入部段30界定的整个自由体积37(图5B)。纤维预制件70还包括旨在放置在多个凹槽110 和120的主凹槽中的纤维束720、740、750和770，然后这些主束分别分成旨在放置在次级凹槽以及孔口130中的次级束。预制件70通过三维编织获得。
如图10所示，填充部件纤维预制件70通过将中心部段71放置在凹入部段30的体积37中而就位，中心部段能够变形以允许将其放置在体积37 中。纤维束放置在主凹槽中，并且它们呈次级束的分支放置在次级凹槽中，如上面对于预制件40和50已经说明的那样一旦纤维预制件70这样就位，就将纤维束引入孔口130中，在此是将束720、740、750和770引入孔口 130中，如图10所示。
在此处描述的示例中并且根据本发明的特定特征，预制件70的纤维束的第一部分、在此是束720和750，在穿过孔口130之后出现在内部面11 上，沿着存在于该面上的凹槽行进并被引入纤维预制件70的中心部段71 中。同样地，预制件70的的纤维束的第二部分、在此是束740和770，在穿过孔口130之后出现在外部面12上，沿着存在于该面上的凹槽行进并被引入到预制件70的中心部段71中。
然后以与上述第一和第二纤维预制件40和50相同的方式进行纤维预制件70的致密化，并且为了简化在此不再重复。

Claims (15)

1.一种用于修复由复合材料制成的部件（10）的方法，所述部件包括在多根经纱和多根纬纱之间具有三维编织物的纤维增强件，所述纤维增强件通过基质致密化，其特征在于，它包括：
- 识别所述部件中的至少一个损坏区域（20），
- 通过去除所述损坏区域（20）处的复合材料以制作凹入部段（30），以形成从复合材料部件的第一面（11）延伸到所述部件的第二面（12）的凹入部段（30），
- 制作第一多个凹槽（110），所述第一多个凹槽从凹入部段的一个或多个边缘（31、32、33、34、35）在所述复合材料部件（10）的所述第一面（11）上延伸，
- 制作第二多个凹槽（120），所述第二多个凹槽从所述凹入部段的一个或多个边缘在所述复合材料部件的所述第二面（12）上延伸，
- 在所述复合材料部件的厚度中制作多个孔口（130），每个孔口开通到所述第一多个凹槽（110）的凹槽中并且开通到所述第二多个凹槽（120）的凹槽中，
- 至少一个填充部件纤维预制件（70）的三维编织，所述填充部件纤维预制件包括具有与所述凹入部段的形状对应的形状的中心部段（71）和从所述中心部段（71）延伸的多个纤维束（720、740、750、770），
- 将所述至少一个填充部件纤维预制件（70）的所述中心部段（71）放置在由所述部件（10）的所述凹入部段（30）界定的所述复合材料部件的自由体积（37）中，
- 将所述至少一个预制件的所述纤维束的第一部分放置在存在于所述部件的所述第一面上的所述第一多个凹槽（110）的凹槽中和所述多个孔口（130）的孔口中，使得所述至少一个预制件的所述纤维束的第一部分的纤维束开通到所述第二多个凹槽（120）的凹槽中，
- 将所述至少一个预制件的所述纤维束的第二部分放置在存在于所述部件的所述第二面上的所述第二多个凹槽（120）的凹槽中和所述多个孔口（130）的孔口中，使得所述至少一个预制件的所述纤维束的第二部分的纤维束开通到所述第一多个凹槽（110）的凹槽中，
- 用基质的前体树脂浸渍所述至少一个填充部件纤维预制件（70），
- 将所述树脂转变为基质以获得由复合材料制成的填充部件，所述填充部件包括由基质致密化的纤维增强件，所述填充部件占据由所述凹入部段限定的体积。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：
- 第一填充部件纤维预制件（40）的三维编织，所述第一填充部件纤维预制件包括具有与所述复合材料部件的所述第一面的侧部上的所述凹入部段的形状对应的形状的中心部段（41）和从所述中心部段（41）延伸的多个纤维束（42、43、44、45、46、47），
- 第二填充部件纤维预制件（50）的三维编织，所述第二填充部件纤维预制件包括具有与所述复合材料部件的所述第二面的侧部上的所述凹入部段的形状对应的形状的中心部段（51）和从所述中心部段（51）延伸的多个纤维束（52、53、54、55、56、57），
- 将所述第一填充部件纤维预制件（40）的所述中心部段（41）放置在由所述凹入部段（30）界定并且存在于所述部件（10）的所述第一面（11）的侧部上的所述复合材料部件的自由体积（37）的一部分中，并且将所述纤维束（42、43、44、45、46、47）放置在存在于所述部件的所述第一面上的所述第一多个凹槽（110）的凹槽中和所述多个孔口（130）的孔口中，使得所述第一预制件的所述纤维束开通到所述第二多个凹槽（120）的凹槽中，
- 将所述第二填充部件纤维预制件（50）的所述中心部段（51）放置在由所述凹入部段（30）界定并且存在于所述部件（10）的所述第二面（12）的侧部上的所述复合材料部件的自由体积（37）的另一部分中，并且将所述纤维束（52、53、54、55、56、57）放置在存在于所述部件的所述第二面上的所述第二多个凹槽（120）的凹槽中和所述多个孔口（130）的孔口中，使得所述第二预制件的所述纤维束开通到所述第一多个凹槽（110）的凹槽中。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述凹入部段（30）的制作包括形成面对的边缘（31、34），每个边缘包括第一斜面和第二斜面（310、311、340、341），所述第一填充部件纤维预制件（40）的所述中心部段（41）具有的几何形状与限定在所述面对的边缘（31、34）的所述第一斜面（310、340）之间的所述凹入部段（30）的自由体积（37）的一部分互补，而所述第二填充部件纤维预制件的所述中心部段具有的几何形状与限定在所述面对的边缘（31、34）的所述第二斜面（311、341）之间的所述凹入部段的体积的另一部分互补。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述凹入部段（30）具有多边形形状，所述第一多个凹槽（110）的凹槽各自从由在所述复合材料部件（10）的所述第一面（11）上的所述凹入部段形成的多边形的顶点延伸，所述第二多个凹槽（120）的凹槽各自从由在所述复合材料部件的所述第二面（12）上的所述凹入部段（30）形成的多边形的顶点延伸。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述第一多个凹槽（110）和所述第二多个凹槽（120）各自包括从分别开通到所述复合材料部件（10）的所述第一面（11）和所述第二面（12）上的所述凹入部段（30）的边缘延伸的主凹槽（1201、1202、1203、1204、1205、1206）和从每个主凹槽延伸的次级凹槽（1211、1212、1213、1214、1215、1216），所述多个孔口（130）的孔口的至少一部分开通到所述第一多个凹槽（110）的次级凹槽中并且开通到所述第二多个凹槽（120）的次级凹槽中。
6.根据权利要求2至4中的任一项所述的方法，其特征在于，还包括将所述第一填充部件纤维预制件（40）的所述纤维束（42、43、44、45、46、47）引入到所述第二填充部件纤维预制件（50）的所述中心部段（51）中，以及将所述第二填充部件纤维预制件（50）的所述纤维束（52、53、54、55、56、57）引入到所述第一填充部件纤维预制件（40）的所述中心部段（41）中。
7.一种由复合材料制成的复合材料部件（10），所述复合材料部件包括在多根经纱和多根纬纱之间具有三维编织物的纤维增强件，所述纤维增强件通过基质致密化，其特征在于，通过所述基质致密化的所述纤维增强件包括从所述复合材料部件的第一面（11）延伸到所述复合材料部件的第二面（12）的至少一个凹入部段（30），并且其中，由复合材料制成的填充部件（60）存在于由所述至少一个凹入部段（30）界定的所述复合材料部件的自由体积（37）中，所述复合材料部件包括从开通到所述第一面（11）上的所述凹入部段（30）的一个或多个边缘在所述复合材料部件的所述第一面（11）上延伸的第一多个凹槽（110）和从开通到所述第二面上的所述凹入部段的一个或多个边缘在所述复合材料部件的所述第二面（12）上延伸的第二多个凹槽（120），所述复合材料部件还包括在所述复合材料部件（10）的厚度中延伸的多个孔口（130），每个孔口开通到所述第一多个凹槽（110）的凹槽中并开通到所述第二多个凹槽（120）的凹槽中，所述填充部件（60）包括至少一个填充部件纤维预制件（70），所述至少一个填充部件纤维预制件包括存在于所述凹入部段（30）的自由体积（37）内的中心部段（71）和从所述中心部段延伸的多个纤维束（720、740、750、770），所述至少一个预制件的所述中心部段具有三维编织物，所述至少一个预制件的所述纤维束的第一部分存在于在所述复合材料部件（10）的所述第一面（11）上存在的所述第一多个凹槽（110）的凹槽中和所述多个孔口（130）的孔口中，使得所述至少一个预制件的所述纤维束的所述第一部分的纤维束开通到所述第二多个凹槽（120）的凹槽中，所述至少一个预制件的所述纤维束的第二部分存在于在所述复合材料部件（10）的所述第二面（12）上存在的所述第二多个凹槽（120）的凹槽中和所述多个孔口（130）的孔口中，使得所述至少一个预制件的所述纤维束的所述第二部分的纤维束开通到所述第一多个凹槽（110）的凹槽中。
8.根据权利要求7所述的复合材料部件，其特征在于，所述填充部件（60）包括第一填充部件纤维预制件和第二填充部件纤维预制件（40、50），各自包括存在于所述凹入部段（30）的自由体积（37）的一部分中的中心部段（41、51）和从所述中心部延伸的多个纤维束（42、43、44、45、46、47、52、53、54、55、56、57），每个预制件的所述中心部段具有三维编织物，所述第一填充部件纤维预制件（40）的所述纤维束（42、43、44、45、46、47）存在于在所述复合材料部件（10）的所述第一面（11）上存在的第一多个凹槽（110）的凹槽中和所述多个孔口（130）的孔口中，使得所述第一填充部件纤维预制件的所述纤维束开通到所述第二多个凹槽（120）的凹槽中，所述第二填充部件纤维预制件（50）的所述纤维束（52、53、54、55、56、57）存在于在所述复合材料部件（10）的所述第二面（12）上存在的第二多个凹槽（120）的凹槽中和所述多个孔口（130）的孔口中，使得所述第二填充部件纤维预制件的所述纤维束开通到所述第一多个凹槽（110）的凹槽中。
9.根据权利要求8所述的复合材料部件，其特征在于，所述凹入部段（30）包括面对的边缘（31、34），每个边缘包括第一斜面和第二斜面（310、311、340、341），所述第一填充部件纤维预制件（40）的所述中心部段（41）具有的几何形状与限定在所述面对的边缘（31、34）的所述第一斜面（310、340）之间的所述凹入部段（30）的自由体积（37）的一部分互补，而所述第二填充部件纤维预制件的所述中心部段具有的几何形状与限定在所述面对的边缘（31、34）的所述第二斜面（311、341）之间的所述凹入部段的自由体积的另一部分互补。
10.根据权利要求9所述的复合材料部件，其特征在于，所述凹入部段（30）具有多边形形状，所述第一多个凹槽（110）的凹槽各自从由在所述复合材料部件（10）的所述第一面（11）上的所述凹入部段形成的多边形的顶点延伸，所述第二多个凹槽（120）的凹槽各自从由在所述复合材料部件的所述第二面（12）上的所述凹入部段（30）形成的多边形的顶点延伸。
11.根据权利要求9或10所述的复合材料部件，其特征在于，所述第一多个凹槽（110）和第二多个凹槽（120）各自包括从分别开通到所述复合材料部件（10）的所述第一面（11）和所述第二面（12）上的所述凹入部段（30）的边缘延伸的主凹槽（1201、1202、1203、1204、1205、1206）和从每个主凹槽延伸的次级凹槽（1211、1212、1213、1214、1215、1216），所述多个孔口（130）的孔口的至少一部分开通到所述第一多个凹槽（110）的次级凹槽中并且开通到所述第二多个凹槽（120）的次级凹槽中。
12.根据权利要求7至9中任一项所述的复合材料部件，其特征在于，所述第一填充部件纤维预制件（40）的所述纤维束（42、43、44、45、46、47）在所述第二填充部件纤维预制件（50）的所述中心部段（51）中延伸，并且所述第二填充部件纤维预制件（50）的所述纤维束（52、53、54、55、56、57）在所述第一填充部件纤维预制件（40）的所述中心部段（41）中延伸。
13.根据权利要求7至9中任一项所述的复合材料部件，其特征在于，所述部件对应于航空燃气涡轮发动机的外壳。
14.一种具有根据权利要求13所述的外壳的航空燃气涡轮发动机。
15.一种包括一个或多个根据权利要求14所述的发动机的飞行器。
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