制造复合部件的方法以及用于定位增强杆的设备技术

本发明专利技术涉及一种复合部件的制造方法，该方法包括：通过提供其中设置有多个孔的复合结构来增强复合结构，以及在每个孔中定位增强杆。增强杆的尺寸被设计成从孔突出。在杆已经被定位在孔中之后，增强杆被裁剪成期望的长度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造复合部件的方法以及用于定位增强杆的设备
本公开内容涉及增强复合结构的方法、制造复合部件的方法和/或用于增强复合结构的设备。
技术介绍
通常采用燃气涡轮发动机来给飞行器提供给动力。典型地，燃气涡轮发动机将包括由发动机芯部驱动的轴向风扇。发动机芯部一般由一个或多个涡轮机构成，该涡轮机经由同轴的轴驱动相应压缩机。风扇通常经由涡轮机中的一个驱动。风扇可以包括安装在转子上的径向延伸的风扇叶片的阵列。风扇叶片可以由金属或复合材料制造。一般而言，复合风机叶片包括由多个层压层形成的主体，所述多个层压层在树脂基体内包括纤维。在燃气涡轮发动机操作期间，风扇叶片可能被异物（诸如，鸟）撞击，或者如果发生故障，则风扇叶片可能被从风扇的其余部分释放的另一个风扇叶片撞击。在这样的撞击事件中，风扇叶片的完整性应该被保持。复合风扇叶片涉及的故障机理是分层。为了防止分层，可以增强风扇叶片。增强诸如风扇叶片的复合部件的一种方法是通过厚度增强杆或销来使用。通过引用并入本文的US8893367公开了一种方法，通过该方法能够将增强杆定位在复合部件中。在US8893367中描述的方法中，复合材料被加热并且在材料中形成孔，然后在每个孔中设置增强元件。
技术实现思路
本公开内容涉及进一步改进并提高US8893367中描述的方法。根据第一方面，提供一种增强复合结构（例如，复合层压结构）的方法。该方法包括提供其中设置有一个或者多个孔的复合结构。增强杆被定位在复合结构的孔中。增强杆的尺寸被设计成从孔中突出。增强杆被裁剪至期望的长度。被裁剪的增强杆可以被向下推至孔中至所需的位置。例如，可以将被裁剪的杆向下推至孔中，使得被裁剪的增强杆与复合结构的外表面平齐。替代地，可以将杆向下推至孔中至一定程度以使得杆从表面突出期望的长度，从而形成具有纹理表面的复合部件。杆可以在与复合结构的表面隔开的位置处被裁剪。以此方式，能够减轻部件表面的损坏风险。增强杆可以设置成一定长度以使得增强杆能够被多次裁剪以便向多个孔提供被裁剪的增强杆（或者销）。使用这种方法能够有助于使第一方面的方法适于批量生产。该方法可以包括提供将增强杆引导至孔中的引导件。增强杆可以在与引导件相邻的位置处被裁剪。例如，杆可以在与复合结构相比更靠近引导件的位置处被裁剪。设置引导件能够改善在裁剪过程中对杆的支撑，从而降低杆的损坏风险。例如，复合结构中的孔支撑杆的一端，并且引导件支撑杆的相对端。引导件可以是管，该管的尺寸被设计成支撑杆并且允许杆相对于引导件滑动。例如，管的内径可以与增强杆的直径紧密配合。替代地，引导件可以由一个或者多个水或空气的喷射口（jet）设置。可以通过对杆进行剪切而将增强杆裁剪至期望的长度。增强杆可以利用具有渐细部分的板来剪切，所述渐细部分撞击杆以便引发剪切。例如，板可以具有楔形部分。板可以具有一个具有成角度的面的部分。成角度的面可以与该板的主平面成小于90°且大于0°（例如，30°至60°）的角度。渐细部分和/或成角度的面可以被设置成使得：与远离引导件的位置处相比，板在靠近引导件的位置处具有更长的长度。该方法可以包括：提供具有多个孔的复合结构（例如，复合层压结构），以及将杆定位在每个孔中。该方法可以进一步包括裁剪每个杆。可以提供多个裁剪器，并且多个杆（或杆的阵列）中的每个杆可以由不同的裁剪器裁剪。提供多个裁剪器能够增加裁剪器的寿命。此外，提供多个裁剪器能够通过限制被裁剪的杆与裁剪器的接触来降低被裁减的杆被损坏的风险。板可以限定多个裁剪器。例如，板可以设置有可操作以便裁剪杆的多个埋头孔。每个孔可以容纳增强杆，或者替代地，一个或多个孔可以不容纳增强杆，从而在复合部件中获得杆的期望的阵列图案。可以使用推压脚将增强杆推至孔中。该方法可以进一步包括将复合结构加热到预先确定的温度并且在复合结构中形成一个或多个孔。复合结构可以在预先确定的时间段内和/或以预先确定的时间段被加热到预先确定的温度，预先确定的温度和时间段被选择成使得没有达到复合结构的凝胶点。复合结构可以被加热到高于室温的温度。该温度可以被选择成易于在复合结构中形成孔。一个或多个孔可以通过将针状件或者刺穿构件插入到复合结构中而形成。该针状件可以具有锥形的尖端。在插入到复合结构中期间该针状件可以旋转。复合结构可以是聚合物基体材料。复合结构可以包括纤维增强树脂基体。杆可以由任何合适的增强材料制成，例如，碳、玻璃、金属材料、陶瓷材料、塑料材料或者这些材料的复合结构。增强杆可以由被直接进给到引导件中的杆的长度来提供。增强杆可以由杆供应系统供应到引导件，该杆供应系统可以将杆从卷筒进给到引导件。一旦被增强，该复合结构可以限定燃气涡轮发动机的复合部件或者其一部分。例如，复合部件可以是风扇叶片或者发动机壳体（例如，风扇壳体）。在杆已经被定位在孔中之后，（一个或者多个）增强杆可以被裁剪至期望的长度。根据第二方面，提供一种制造复合部件的方法，该方法包括铺设多个层以便形成层压结构并且使用根据第一个方面的方法来增强层压结构。该复合部件可以是用于燃气涡轮发动机的风扇叶片。根据第三方面，提供一种用于将增强杆定位在复合结构中的设备。该设备包括裁剪器，该裁剪器用于在与复合结构的表面隔开一定距离处将杆裁剪至期望的长度。推压器脚被提供以用于将杆推至复合结构的孔中。该设备可以是可操作的并且被布置成执行第一方面的方法。该设备可以包括用于将杆引导至设置在复合结构中的孔中的引导件。引导件可以包括用于容纳杆的管。裁剪器可以包括具有渐细部分的板，该渐细部分被设置成撞击杆。裁剪器可以被构造成相对于引导件滑动并且与所述引导件相邻。例如，裁剪器可以在基本平行于复合结构的表面的方向上滑动。可以认为裁剪器在与引导件的主轴线成角度（例如，垂直）的方向上滑动（例如，当引导件是管时，垂直于管的纵向轴线）。该设备可以包括多个引导件以用于将多个杆引导至复合结构中的多个孔中。该设备可以包括多个裁剪器。每个裁剪器可以被设置成裁剪不同的杆。裁剪器可以包括板，该板具有用于容纳多个杆的多个孔。每个孔可以是埋头的以便提供可操作以剪切杆的渐细部分。该设备可以包括刺穿构件（例如，针状件），该刺穿构件可操作以在复合结构中设置孔，杆能够插入至该孔中。本领域技术人员将意识到的是，除了相互排斥的情况以外，关于本专利技术的以上方面中的任何一个描述的特征可以加以必要的修改以便适于本专利技术的任何其它方面。附图说明现在将参照附图仅通过示例的方式描述本专利技术的实施例，其中：图1是燃气涡轮发动机的截面侧视图；图2是通过用销增强的层压复合部件的示意性横截面图；图3是在复合结构中形成孔的设备的针状件的示意性横截面图；图4是将杆定位在复合结构的孔中的设备的示意性横截面图；图5A是将杆推至孔中的设备的示意性横截面图，以及图5B是被推的杆和推压脚的示意性横截面图；图6是将多个杆定位到复合结构中的设备的示意性横截面图；图7是图6的设备的裁剪板的平面图；以及图8是将多个杆同时推至复合结构中的设备的示意性横截面图。具体实施方式参照图1，燃气涡轮发动机总地以10表示，其具有主轴线及旋转轴线11。发动机10在轴向流动序列上包括进气口12、推进风扇13、中压压缩机14、高压压缩机15、燃烧设备16、高压涡轮机17和中压涡轮机18、低压涡轮机19以及排气喷嘴20。机舱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强纤维增强树脂基体复合结构的方法，所述方法包括：提供其中设置有一个或多个孔的复合结构；将增强杆定位在所述复合结构的孔中，所述增强杆的尺寸被设计成从所述孔突出；将所述增强杆裁剪至期望的长度；以及将被裁剪的增强杆推至所述复合结构中达期望的量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.12 GB 1510246.01.一种增强纤维增强树脂基体复合结构的方法，所述方法包括：提供其中设置有一个或多个孔的复合结构；将增强杆定位在所述复合结构的孔中，所述增强杆的尺寸被设计成从所述孔突出；将所述增强杆裁剪至期望的长度；以及将被裁剪的增强杆推至所述复合结构中达期望的量。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述杆在与所述复合结构的表面隔开的位置处被裁剪。3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法进一步包括提供引导件，所述引导件将所述增强杆引导至所述孔中，以及其中，所述增强杆在与所述引导件相邻的位置处被裁剪。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述引导件是管，所述管的尺寸被设计成支撑所述杆并且允许所述杆相对于所述引导件滑动。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过剪切所述杆而将所述增强杆裁剪至期望的长度。6.根据权利要求5所述的方法，其中，使用具有渐细部分的板来剪切所述增强杆，所述渐细部分撞击所述杆以便引发剪切。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括提供具有多个孔的复合结构并将杆定位在所述孔的每一个中，并且所述方法进一步包括裁剪所述杆中的每一个。8.根据权利要求7所述的方法，其中，提供多个裁剪器并且每个杆由不同的裁剪器裁剪。9.根据权利要求8所述的方法，其中，板限定多个裁剪器，以及其中，所述板设置有可操作以便裁剪杆的多个埋头孔。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法进一步包括将所述复合结构加热到预先确定的温度并且在被加热的复合结构中形成一个或多个孔。11.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：J兰德，J鲍耶，
申请(专利权)人：劳斯莱斯有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB