[发明专利]包括空心管状部件的多层编织纤维结构件、结构件的生产方法和包括这种结构件的复合材料部件

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用多层编织法制作纤维结构件，特别涉及制作包括至少一个空心部分的纤维结构件，特别是,该空心部分呈管状或大体管状。

背景技术

特别是，本申请的领域是制作纤维结构件的领域，所述纤维结构件用来向复合材料部件提供纤维预制件，所述复合材料部件可采用基体致密纤维预制件而获得，或者是通过热等静压处理或锻造和扩散粘结金属纤维预制件而获得，特别是---但不只是---航空涡轮发动机部件。示例包括：

带有至少一个管状部分的部件，管状部分固定到诸如面板或平板上的另一部分，，所述管状部分可以使得部件支撑在，定位在或铰接在面板旁边；以及

诸如空心支臂或管道的部件，所述支臂或管道可选择纵向隔开，以形成多个通道。

人们提出从多层编织结构件中作为整体件来生产纤维预制件，这样，可以形成形状复杂的复合材料部件。

术语“多层编织”或“三维编织”在此处用来指多层经纱和一组纬纱之间的编织工艺，至少其中一些纬纱与属于不同经纱层的纬纱相互交织。可以采用几种多层编织技术，诸如互锁编织法，在这种编织中，某一纬纱列中的纬纱会在编织平面上以相同方式移动，或者，多缎纹，多平纹，或多斜纹编织等技术。可参照文件WO2006/136755。

人们已知，制作多层编织结构件，这种结构件一旦成型，可以获得的预制件形状接近需要制造的复合材料部件的形状。可参照文件US7241112和WO2010/061139，这些文件都涉及到制作涡轮发动机复合材料叶片。

发明内容

本发明的目的就是提供一种制作结构件的方法，这种结构件采用多层编织技术以整体形式编织，并可获得复合材料的纤维预制件，其具有至少一个空心部分，特别是，该部分呈管状或大体管状，且具有很高的机械强度。

根据本方法的第一个方面，所述方法包括：

与纬纱一起编织至少第一组经纱层的经纱，其中至少一些纬纱的延伸距离大于沿纬纱方向所测量的第一组经纱层的宽度，这样,可利用的纬纱端部便延伸过编织区；

将所述纬纱端部折返，将其插入经纱层内,从而与经纱一起编织；以及

将编织的第一组经纱层向后折向自身成圈状,并在再次插入纬纱端部施加牵引力，从而形成所述的空心部分。

将纬纱自由端部再次插入第二组经纱层的经纱层中，第一和第二组经纱层叠置并沿纬纱方向仅在第一组经纱的一部分宽度上彼此连接。

按照另一种方式，纬纱的自由端部分可再次插入第一组经纱层的经纱层中，插入部位是沿经纱方向相对于其最初插入部位而偏移。

根据本方法的第二个方面，为了提供一种带有纵向间隔的空心部分的编织结构件，所述方法包括：

将第一组经纱层的经纱与纬纱一起编织，包括至少一些纬纱插入到第一组经纱层的经纱层中，同时延伸一定距离，该距离大于沿纬纱方向测量的第一组经纱层的长度，这样,可利用的纬纱端部延伸过编织区域；

将第二组经纱层的经纱与纬纱一起编织，包括至少一些纬纱插入到第二组经纱层的经纱层中，同时延伸一定距离，该距离大于沿纬纱方向测量的第二组经纱层的长度，这样,可利用的纬纱端部延伸过编织区域；第一和第二组经纱层上下叠置，沿纬纱方向仅在其一部分宽度上相互连接；

将所述纬纱端部分折返，将其再次插入经纱层中,从而与经纱一起编织；以及

将第一组和第二组经纱层向后折成圈状并在再次插入纬纱端部施加牵引力，从而形成所述间隔空心部分。

将所述纬纱端部再次插入第三组经纱层的经纱层中，第一组、第二组和第三组经纱叠置，第一和第二组经纱层与第三组经纱层沿纬纱方向仅在其一部分宽度上相互连接。

按另一种方式，将所述纬纱端部再次插入第一组和第二组经纱层的经纱层中，插入部位沿经纱方向相对于其最初插入部位而偏移。

在任何情况下，沿经纱方向,仅在编织构件的一部分长度上形成空心部分。

为此，本发明的特征在于，在需要形成空心部分的至少一部分编织结构件上，与纬纱一起编织一组经纱，纬纱采用加长形式，可以使其再次插入经纱中，从而再次与经纱一起编织。这样，该组经纱向后折向自身成圈状，从而形成空心部分，在该空心部分中，纬纱持续沿空心部分周围延伸，从而使得编织结构件成形并致密后而获得的部件的空心部分具有牢固的机械特性。

本发明还提供一种通过多层编织技术作为整体获得的编织纤维结构件，该纤维结构件包括至少一个空心部分，该空心部分完全是通过多层编织壁而形成，所述多层编织壁由多个纱层构成，这些纱层在壁的整个厚度内通过编织而相互交织。