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制造技术

公开了一种修复复合材料部件(10)的方法，包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】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


[0001]本专利技术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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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US 2007/0095457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。
[0004]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。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术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：
[0006]‑
识别部件中的至少一个损坏区域，
[0007]‑
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，
[0008]‑
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，
[0009]‑
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，
[0010]‑
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，
[0011]‑
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，
[0012]‑
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，
[0013]‑
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，
[0014]‑
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，
[0015]‑
用基质的前体树脂浸渍所述至少一个纤维预制件，
[0016]‑
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。
[0017]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，根据本专利技术的复合材料部件中的损坏区域的修复是特别稳健的。
[0018]根据本专利技术方法的第一特征，修复方法包括：
[0019]‑
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，
[0020]‑
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，
[0021]‑
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，
[0022]‑
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。
[0023]根据本专利技术的方法的第二特征，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。
[0024]根据本专利技术的方法的第三特征，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。
[0025]根据本专利技术的方法的第四特征，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。
[0026]根据本专利技术的方法的第五特征，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。
[0027]本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】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：
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识别所述部件中的至少一个损坏区域(20)，
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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)，
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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，
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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，
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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，
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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中心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)，
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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，
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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，
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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，
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用基质的前体树脂浸渍所述至少一个纤维预制件(70)，
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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所述的修复方法，其特征在于，包括：
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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)，
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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)，
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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所述的修复方法，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、33)的所述第二斜面(311、331)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所述的修复方法，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(20)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...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：