[发明专利]通过树脂注射成型生产复合部件的压力保持设备和相关方法

说明书

本发明涉及一种通过RTM(树脂传递模塑)注射生产复合部件的压力保持设备，以及一种通过RTM注射由复合材料生产部件的方法。

本发明特别地适用于航空领域。

RTM方法是利用具有高强度与质量比的复合材料(纤维/树脂)生产部件的公知方法。RTM方法通常包括以下基本过程：

-通过织造制备纤维的预制体；

-在注射模具中布置所述预制体；

-注射液体状态下的树脂；

-向所注射的树脂施加保压，并通过加热聚合部件。

使用的树脂是非常流动的，以使其很容易地在预制体的不同纤维之间渗透，即使它们以减弱的压力被注射。在加热影响下进行聚合期间，注射的树脂连续地从液体状态转到凝胶状态以及最后变为固体状态。

为了确保没有瑕疵和孔隙(特别地，由于在聚合期间树脂的除气(degas)引起的)的高质部件，维持保压直到完成部件的聚合是很必要的。

在公知的RTM注射系统中，通过树脂注射器确保增压。因此，保持注射器在适当的位置以及保持压力直到树脂已经完全凝结是必要的。因此，这些RTM注射系统不允许以高输出率生产部件，因为注射器的固定时间与树脂的聚合的时间有关联。因此，生产装置的实施时间很重要并且不能被减少。

另外，保持注射设备在适当的位置直到完成部件的聚合，增加了在注射设备内以及位于注射设备与模具之间的通道(channelling)内的树脂聚合的风险，其使得注射设备的清洁复杂化。

最后，在使用加热室作为加热装置的情况下，被包含在通道(该通道在注射设备与模具之间形成)中的树脂可以在模具中的树脂之前被聚合，模具中的树脂的厚度更大。因此，在通道中的凝结不能再确保将保压转移至模具，其导致在部件中出现孔隙。

在专利申请FR1154662中描述的压力保持设备已经被开发，并且使得在预制体的保持增压的阶段避免注射器内的树脂聚合成为可能。该文档提出使用被集成在注射装备中的或者位于特定的模块中的注射装备外的柔性膜来确保注射系统的增压，而不是通过注射器增压。

然而，在该专利申请中提出的解决方案需要制造特定的装备(与注射装备分开)，或者修改注射装备以用于压力保持设备的集成。另外，提出的解决方案需要准备随后的注射通道网路的时间，其使得提出的解决方案经济性较差。

基于此，本发明目的在于提出一种通过RTM注射利用复合材料生产部件的压力保持设备，所述设备使得经济地并快速地通过RTM注射生产没有孔隙的复合部件成为可能。

为此，本发明提出一种用于包括连接至注射模具的注射网路的树脂注射系统的压力保持设备，其特征在于，所述设备包括：

-增压装置，其适于将加压气体注射到通道中；

-第一连接装置，其适于与所述树脂注射网路连接，并且适于与所述通道连接；

-第二连接装置，其适于与所述注射系统的所述注射模具连接；

所述第一连接装置通过压力保持通道与所述第二连接装置连接，该压力保持通道适于容纳在压力下注射的所述气体。

由于本发明的设备，再没有必要在树脂注射系统中通过注射器施加保压。因此，注射器从注射过程的结尾被释放，其使得在压力保持阶段能够避免在所述注射器内的树脂聚合成。注射器的实施时间也被减少，其使得能够提高这种注射器的生产率。

根据本发明的压力保持设备还可以具有以下特征中的一者或多者，单独地或以任何可行技术的组合考虑：

-所述第一连接装置和所述第二连接装置设置成使所述压力保持通道的纵轴是垂直的；

-所述压力保持通道的直径至少是所述树脂注射网路的通道的直径的两倍；

-所述压力保持设备包括压力传感器。

本发明还涉及一种能够利用复合材料生产部件的树脂注射系统，并且该系统包括：

-树脂注射器；

-注射模具，该注射模具包括能够容纳织造的预制体的空腔；

-由树脂入口通道和树脂出口通道形成的树脂注射网路，该树脂入口通道连接所述树脂注射器与所述注射模具，以及该树脂出口通道能够排放被注射到所述空腔中的过量的树脂；

-根据本发明的压力保持设备；

-用于在所述注射系统中产生真空的装置；

根据本发明的特定实施方式，所述压力保持设备被设置在所述注射模具的所述树脂入口通道上或者所述树脂出口通道上。

根据本发明的特定实施方式，所述注射系统包括被设置在所述树脂入口通道上的第一压力保持设备和被设置在所述树脂出口通道上的第二压力保持设备。