用于树脂灌注复合材料预成型件的方法和系统技术方案

用于树脂灌注复合材料预成型件的方法和系统。将复合材料预成型件定位在工具的上工具表面上。将树脂贮存器元件在复合材料预成型件的下游侧上定位在工具表面上。树脂贮存器元件和工具表面限定树脂贮存器。树脂贮存器具有贮存器出口和贮存器入口。将真空装袋膜放置在工具表面上以覆盖复合材料预成型件和树脂贮存器元件。将真空装袋膜相对于工具表面密封以在工具表面与真空装袋膜之间限定密封的树脂灌注室。复合材料预成型件和树脂贮存器元件定位在树脂灌注室中。连同树脂流动路径一起提供树脂供给系统。向贮存器出口施加至少部分的真空压力以在树脂供给系统与贮存器出口之间建立压力差，以迫使树脂从树脂供给系统穿过树脂流动路径。

Method and system for resin perfusion composite preformed parts

Method and system for resin filling composite pre - forming parts. The composite preform is positioned on the tool's top tool surface. The resin storage element is positioned on the downstream side of the composite preform on the tool surface. The resin storage device and the tool surface limit the resin storage. The resin storage device has the outlet of the storage device and the inlet of the storage device. The vacuum packing film is placed on the surface of the tool to cover the composite material preform and the resin storage element. The vacuum packing membrane is sealed with the surface of the tool to restrict the sealing resin filling room between the tool surface and the vacuum packing film. The composite preform and the resin storage element are located in the resin filling chamber. Together with the flow path of the resin, the resin supply system is provided. At least part of the vacuum pressure is applied to the outlet of the reservoir to establish pressure difference between the resin supply system and the outlet of the reservoir, so as to force the resin to pass through the resin flow path from the resin supply system.

【技术实现步骤摘要】
用于树脂灌注复合材料预成型件的方法和系统
本公开总体上涉及复合材料结构的制造，并且具体地涉及一种用于树脂灌注(infuse，注入)复合材料预成型件的方法和系统。
技术介绍
当前用于制造复合材料结构的方法利用树脂灌注过程，以在树脂的固化之前用树脂灌注由复合材料纤维形成的多个板层构成的复合材料预成型件，以形成复合材料结构。根据当前方法，将复合材料预成型件定位在工具表面上，并且将真空装袋膜放置在工具表面上以覆盖复合材料预成型件，并且密封以在工具表面和真空装袋膜之间形成密封室。通过向密封室的下游端施加真空压力、穿过复合材料预成型件从上游树脂供给系统抽吸树脂来穿过复合材料预成型件灌注树脂。一旦已贯穿整个预成型件灌注树脂，则通常在烤炉中加热整个组件，以固化树脂并且从而形成复合材料结构。树脂以可以或不可横跨预成型件的横向范围均匀地行进的波阵面穿过复合材料预成型件灌注。重要的是确保整个预成型件被灌注，同时避免在波阵面的先行区域中已穿过预成型件的树脂被抽吸到真空源中。如果树脂被抽吸到真空源中，则存在损坏真空源的风险。从真空源中移除固化树脂和工具与真空源之间的相关真空管道、或更换真空源或管道的成本也可为令人望而却步的。先前已提出了针对这个问题的各种解决方案，在有效性、成品质量、可改进能力和成本方面取得了不同的成功。考虑到上述问题做出了本公开。
技术实现思路
本公开总体上针对一种树脂灌注复合材料预成型件的方法和用于树脂灌注复合材料预成型件的树脂灌注系统。根据本公开的实施例，在真空源上游，利用树脂贮存器元件收集已穿过树脂流动路径超出复合材料预成型件的过量树脂。树脂贮存器元件定位在工具的上工具表面上，复合材料预成型件定位在工具的该上工具表面上，限定了用于过量树脂的收集的树脂贮存器。根据一个方面，本公开提供了一种树脂灌注复合材料预成型件的方法。将复合材料预成型件定位在工具的上工具表面上。将树脂贮存器元件在复合材料预成型件的下游侧上定位在工具表面上。树脂贮存器元件和工具表面限定树脂贮存器。树脂贮存器具有贮存器出口和定位在工具表面与贮存器出口之间的贮存器入口。将真空装袋膜放置在工具表面上以覆盖复合材料预成型件和树脂贮存器元件。将真空装袋膜相对于工具表面密封，以在工具表面与真空装袋膜之间限定密封的树脂灌注室。将复合材料预成型件和树脂贮存器元件定位在树脂灌注室中。提供树脂供给系统。提供在复合材料预成型件的上游侧上、穿过复合材料预成型件并且穿过贮存器入口到树脂贮存器从树脂供给系统到树脂灌注室的树脂流动路径。向贮存器出口施加至少部分的真空压力以在树脂供给系统与贮存器出口之间建立压力差，以迫使树脂从树脂供给系统穿过树脂流动路径，用树脂灌注复合材料预成型件并且将过量树脂收集在树脂贮存器中。在一个或多个优选实施例中，树脂贮存器包括通道，该通道具有朝向复合材料预成型件定位的第一下边缘和远离复合材料预成型件定位的相对的第二下边缘。在第一下边缘与工具表面之间形成间隙以限定贮存器入口。该方法可进一步包括将第一可渗透流动介质定位在第一下边缘与工具表面之间以至少部分地限定间隙。该方法可进一步包括将第二下边缘相对于工具表面可移除地密封。在一个或多个优选实施例中，将树脂贮存器元件定位成沿着复合材料预成型件的下游边缘的至少大部分长度延伸。在树脂流动路径中在复合材料预成型件与树脂贮存器之间可定位树脂流量控制扼流器。该方法可进一步包括在贮存器出口与真空出口端口之间设置第二可渗透流动介质，该真空出口端口从工具表面延伸穿过工具以限定真空流动路径。可通过真空流动路径施加至少部分的真空压力。根据第二方面，本公开提供了一种形成复合材料制品的方法。该方法包括根据以上定义的方法树脂灌注复合材料预成型件以形成树脂灌注的复合材料预成型件并且固化树脂灌注的复合材料预成型件。在树脂灌注的复合材料预成型件的固化之后，可将树脂贮存器元件从工具表面移除。然后将在贮存器中收集的过量树脂从树脂贮存器元件中移除。根据第三方面，本公开提供了一种用于树脂灌注复合材料预成型件的树脂灌注系统。该系统包括工具和树脂供给系统，该工具具有接收待树脂灌注的复合材料预成型件的上工具表面。树脂贮存器元件定位在复合材料预成型件的下游侧上的工具表面上。树脂贮存器元件和工具表面限定树脂贮存器，该树脂贮存器具有贮存器出口和定位在工具表面与贮存器出口之间的贮存器入口。真空装袋膜覆盖复合材料预成型件和树脂贮存器件，以在真空装袋膜与工具表面之间限定密封的树脂灌注室。复合材料预成型件和树脂贮存器元件定位在树脂灌注室中。树脂流动路径在复合材料预成型件的上游侧上、穿过复合材料预成型件并且穿过贮存器入口到树脂贮存器从树脂供给系统延伸到树脂灌注室。真空源经由真空流动路径与贮存器出口连通。在一个或多个优选实施例中，树脂贮存器元件包括具有封闭的相对端部的伸长的倒置通道区段。通道区段可具有朝向复合材料预成型件定位的第一下边缘和远离复合材料预成型件定位的相对的第二下边缘。在该构造中，贮存器入口可包括在第一下边缘与工具表面之间的间隙。该系统可进一步包括定位在第一下边缘与工具表面之间以至少部分地限定间隙的第一可渗透流动介质。通道区段的第二下边缘能可移除地密封于工具表面。在优选实施例中，通道区段具有大致半圆形的横截面。贮存器出口可有利地定位在树脂贮存器元件的最上面部分处或附近。在优选实施例中，树脂贮存器元件沿着复合材料预成型件的下游边缘的至少大部分长度延伸。系统可进一步包括在流动路径中定位在复合材料预成型件与树脂贮存器之间的可渗透树脂流量控制扼流器。在一个或多个优选实施例中，真空流动路径延伸穿过真空出口端口，该真空出口端口从工具表面延伸穿过工具，并且第二可渗透流动介质从贮存器出口延伸到真空出口端口。在该构造中，真空装袋膜在第二可渗透流动介质和真空出口端口上延伸。在一个或多个实施例中，多个贮存器出口沿着树脂贮存器元件隔开。以上描述的特征可在本公开的各种实施例中独立地实施，或者可组合在又一实施例中，如本领域技术人员将明白的。附图说明现将参考附图仅以实例的方式描述本公开的优选实施例，其中：图1为根据第一实施例的用于树脂灌注复合材料预成型件的系统的示意性平面图；图2为图1的系统的示意性局部透视图；图3为在横截面3-3处截取的图1的系统的示意性截面图；图4为在横截面4-4处截取的图1的系统的示意性截面图；图5为图1的系统的改进形式的示意性局部透视图；图6为相当于图3的在横截面处截取的根据第二实施例的用于树脂灌注复合材料的系统的示意性截面图；图7为相当于图4的在横截面处截取的根据第二实施例的用于树脂灌注复合材料的系统的示意性截面图；图8为根据第三实施例的用于树脂灌注复合材料预成型件的系统的示意性平面图；以及图9为用于树脂灌注复合材料预成型件的示例性方法的流程图。具体实施方式现将详细描述根据本公开的示例性实施例的方法和系统。总的来说，根据本公开的树脂灌注复合材料预成型件的方法包括将复合材料预成型件定位在工具的上工具表面上。将树脂贮存器元件在复合材料预成型件的下游侧上定位在工具表面上。树脂贮存器元件和工具表面限定树脂贮存器，该树脂贮存器具有贮存器出口和定位在工具表面与贮存器出口之间的贮存器入口，从而将贮存器出口定位在比贮存器入口高的位置处。将真空装袋膜放置在工具表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树脂灌注复合材料预成型件(10)的方法，所述方法包括：将复合材料预成型件(10)定位在工具(110)的上工具表面(111)上；将树脂贮存器元件(120)在所述复合材料预成型件(10)的下游侧上定位在所述上工具表面(111)上，所述树脂贮存器元件(120)和所述上工具表面(111)限定树脂贮存器(121)，所述树脂贮存器(121)具有贮存器出口(122)和定位在所述上工具表面(111)与所述贮存器出口(122)之间的贮存器入口(123)；将真空装袋膜(130)放置在所述上工具表面(111)上以覆盖所述复合材料预成型件(10)和所述树脂贮存器元件(120)；将所述真空装袋膜(130)相对于所述上工具表面(111)密封以在所述上工具表面(111)与所述真空装袋膜(130)之间限定密封的树脂灌注室(140)，所述复合材料预成型件(10)和所述树脂贮存器元件(120)定位在所述树脂灌注室(140)中；提供树脂供给系统(141)；提供在所述复合材料预成型件(10)的上游侧上、穿过所述复合材料预成型件(10)并且穿过所述贮存器入口(123)到所述树脂贮存器(121)从所述树脂供给系统(141)到所述树脂灌注室(140)的树脂流动路径(142)；向所述贮存器出口(122)施加至少部分的真空压力以在所述树脂供给系统(141)与所述贮存器出口(122)之间建立压力差，以迫使树脂从所述树脂供给系统(141)穿过所述树脂流动路径(142)，用树脂灌注所述复合材料预成型件(10)并且将过量树脂收集在所述树脂贮存器(121)中。...

【技术特征摘要】
2016.05.20 AU 20162032891.一种树脂灌注复合材料预成型件(10)的方法，所述方法包括：将复合材料预成型件(10)定位在工具(110)的上工具表面(111)上；将树脂贮存器元件(120)在所述复合材料预成型件(10)的下游侧上定位在所述上工具表面(111)上，所述树脂贮存器元件(120)和所述上工具表面(111)限定树脂贮存器(121)，所述树脂贮存器(121)具有贮存器出口(122)和定位在所述上工具表面(111)与所述贮存器出口(122)之间的贮存器入口(123)；将真空装袋膜(130)放置在所述上工具表面(111)上以覆盖所述复合材料预成型件(10)和所述树脂贮存器元件(120)；将所述真空装袋膜(130)相对于所述上工具表面(111)密封以在所述上工具表面(111)与所述真空装袋膜(130)之间限定密封的树脂灌注室(140)，所述复合材料预成型件(10)和所述树脂贮存器元件(120)定位在所述树脂灌注室(140)中；提供树脂供给系统(141)；提供在所述复合材料预成型件(10)的上游侧上、穿过所述复合材料预成型件(10)并且穿过所述贮存器入口(123)到所述树脂贮存器(121)从所述树脂供给系统(141)到所述树脂灌注室(140)的树脂流动路径(142)；向所述贮存器出口(122)施加至少部分的真空压力以在所述树脂供给系统(141)与所述贮存器出口(122)之间建立压力差，以迫使树脂从所述树脂供给系统(141)穿过所述树脂流动路径(142)，用树脂灌注所述复合材料预成型件(10)并且将过量树脂收集在所述树脂贮存器(121)中。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述树脂贮存器元件(120)包括通道区段(124)，所述通道区段(124)具有朝向所述复合材料预成型件(10)定位的第一下边缘(126)和远离所述复合材料预成型件(10)定位的相对的第二下边缘(127)，所述方法进一步包括，在所述第一下边缘(126)与所述上工具表面(111)之间形成间隙以限定所述贮存器入口(123)。3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括，在所述第一下边缘(126)与所述上工具表面(111)之间定位第一能渗透流动介质以至少部分地限定所述间隙。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，进一步包括，在所述贮存器出口(122)与真空出口端口(113)之间设置第二能渗透流动介质，所述真空出口端口(113)从所述上工具表面(111)延伸穿过所述工具(110)以限定真空流动路径(150)，其中通过所述真空流动路径(150)施加所述至少部分的真空压力。5.一种形成复合材料制品的方法，所述方法包括：根据权利要求1至4中任一项的方法树脂灌注复合材料预成型件(10)以形...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·罗伯茨，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US