[发明专利]用于制造由复合材料制成的涡轮机叶片的方法

说明书

制造由复合材料制成的涡轮机叶片(100)的方法，所述复合材料包括通过基质固结的纤维增强件，该方法包括：·‑形成多层织物纤维从而获得单件的第一纤维预制件(1)，所述第一预制件(1)包括形成叶片根部预制件并且通过厚度小于第一部分(2)的厚度的第二部分(3)延伸的第一部分(2)，所述第二部分(3)形成榫预制件，·‑形成多层织物纤维从而获得单件的第二纤维预制件(4；14；14')，所述第二预制件(4；14；14')包括由两个蒙皮(5a；5b；15a；15b；15'a；15'b)形成的第一部分(5；15；15')，两个蒙皮之间限定内部壳体(6)，所述第一部分(5；15；15')形成叶片翼面预制件，并且至少一个第二部分(7；17；17')从所述蒙皮(5a；5b；15a；15b；15'a；15'b)的外表面延伸，所述至少第二部分(7；17；17')形成平台预制件，·‑通过将第一预制件(1)的第二部分(3)接合到第二预制件(4；14；14')的第一部分(5；15；15')的内部壳体(6)内，将处于固结或非预先固结状态的第一预制件(1)与处于非固结状态的第二预制件(4；14；14')组装，以及·‑第一(1)和第二(4；14；14')预制件的共同致密化因此组装，从而获得涡轮发动机叶片(100)。

背景技术

本发明涉及一种制造由复合材料制成的涡轮发动机叶片的方法。

在涡轮发动机中，使用由金属制成的动叶片是众所周知的。为了减少这种发动机的重量，需要用复合材料制成的叶片来替换这些金属叶片。这种替换特别地有利，因为诸如陶瓷基体复合材料的某些复合材料与较高操作温度的接触相兼容，从而能够改进发动机的性能。

目前，由金属制成的叶片可通过铸造方法制成，在所述方法中，顶部表面(头部)和底部表面(平台)同时被铸造为叶片的翼面和根部。

发明人已经寻求用存在纤维增强件的复合材料叶片来替换金属材料叶片，该纤维增强件通过编织形成为单一部件。然而，由单一纺织预制件制成具有所有需要的辅助功能的叶片具有一定数量的问题，特别地由于制造和成形纺织预制件所遇到的困难。

同样已知的是文献WO 2012/001279，其描述了一种具有结合的复合翼梁的叶片，以及文献WO 2014/076408，其描述了一种通过三维编织的单一工件所获得的涡轮发动机叶片的纤维预制件。

因此，需要采用能够以简单方式由复合材料制造涡轮发动机叶片并具有所需性能的新颖方法。

发明目的和概要

为此，本发明提供一种制造由复合材料制成的涡轮发动机叶片的方法，所述复合材料包括由基质致密化的纤维增强件，该方法包括：

—使用多层编织将第一纤维预制件制成为单件，所述第一预制件具有第一部分，所述第一部分形成叶片根部预制件并通过厚度小于第一部分的厚度的第二部分延伸，所述第二部分形成榫预制件；

—使用多层编织将第二纤维预制件制成为单件，所述第二预制件包括由两个蒙皮组成的第一部分，两个蒙皮之间限定内部壳体，所述第一部分形成翼面预制件，以及从所述蒙皮的外侧表面延伸的至少一个第二部分，所述至少第二部分形成平台预制件；

—通过在第二预制件的第一部分的内部壳体中接合第一预制件的第二部分，将处于固结或非固结状态的第一预制件与处于非固结状态的第二预制件组装在一起；以及

—将第一和第二预制件共同致密化为以这种方式组装在一起，从而获得涡轮发动机叶片。

除非有相反的规定，一部分的厚度对应于该部分的最小横向尺寸。

一种预制件被认为处于固结状态，当其受到固结步骤时，其中其初始孔隙已通过沉积固结相被局部地填充，处于固结状态的预制件保留残余孔隙，该残余孔隙可在共同致密化的后续步骤中完全或局部地填充。以下详细描述了固结方法的多种实施例。预制件被认为处于非固结状态，当其不具有这种固结相时。处于非固结状态的预制件可处于干燥状态，或者其也可浸渍有固结相的材料前体，在这种情况下，固结还没有完成，由于前体尚未转化成固结相。