[发明专利]流动混合器波瓣结构的复合材料制造

说明书

本发明涉及混合器的波瓣结构(10)的复合材料的制作，混合器包括具有多波瓣(17、19)的部分。为此目的，以可展旋转的简单几何构型制造包含树脂的纤维预制件。这构成了中间状态。通过利用树脂的热成形或热固性性质，对该中间预制件的几何结构进行了修改，以使其在有限的偏心下变形为最终的几何结构。

本发明涉及一种用于制造燃气涡轮机流动混合器的波瓣结构的复合材料结构的方法，其中所述流动可以从上游流动到下游。

这种结构经常被称为“混合器”并且具有将来自相关飞行器发动机的两个空气流混合的功能。

在传统的且因此已知的方式中，波瓣结构的最终几何结构具有多波瓣裙部，即，包括形成具有绕波瓣结构的纵向轴线分布的多波瓣这样的裙部的部件。

用复合材料制造形状与流动混合器波瓣结构一样复杂的部件是有问题的。由于待获得的部件由于其形状而具有几何奇点，所以铺设工具不能触及某些区域，诸如AFP(自动纤维放置工艺)型铺设机器人的头部，其用于复杂复合材料，由若干层复合材料制作或用于缝制头部或针植入。

例如，EP2118474示出了一种用于对扇形部进行剪裁的工艺，这些扇形部然后被缝合在一起。FR2912469也涉及这样的成就。

为了对所提出的问题提供至少部分的解决方案，本发明的方法提出：

-a)制作纤维预制件，该纤维预制件包括热成形树脂和热固性树脂中的一种，该纤维预制件呈具有通过后成形而基本上可展至待制作的部件的最终几何结构的中间几何结构的构型，该中间几何结构比所述最终几何结构简单，

-b)至少通过利用该树脂的热成形或热固性性质，后成形旋转的中间几何结构的构型，将其变形为最终几何结构。

通过后成形“基本上可展”至部件的最终几何结构意味着“至少部分地”在该中间几何结构构型的大于50％的面积上通过后成形可展至最终几何结构。因此，中间几何结构构型可能不能通过后成形完全展开成最终几何结构。

此外，在步骤a)中，如果使用热固性树脂，则它将先验地处于预推状态(pre-pushed state)，如在预浸材料中所实施的，即处于不完全聚合的状态，使得树脂浸渍的纤维预制件可变形。

同样，先验地，中间几何结构构型将是旋转的。然而，可以想象在易于制造(2D形式)和变形为更复杂形状(3D形式)的板上应用本制造工艺。

因此，可替代地提出，在后成形之前或后成形时，提供至少一个步骤以产生纤维预制件的中间几何结构构型的局部偏移(当变形成新的几何结构时纤维织构的局部变形)。

优选尽可能少的数量。

在步骤a)中使用的热成形的树脂的情况下，树脂将是有利地易挥发的(即，能够在高温下蒸发，通常地温度低于900℃，并且优选300℃至400℃的温度)或可溶于溶剂(水或其它溶剂)中，这样使得它在该工艺结束之前至少基本上消失，通常地大于80％并且优选大于90％消失。

为了在成本可控的情况下协调工业大规模制作的要求并达到所需的形状精度，还提出在步骤b)中，利用树脂的热成形或热固性性质包括加热纤维预制件，并且在纤维预制件已经与模具接触之后，对所述纤维预制件进行加压至待制作的部件的最终几何结构。

此外，通过在使纤维预制件与所述模具接触成待制作的部件的最终几何结构之前，将所述纤维预制件制造在另一模具上，将有可能以大系列的可再现方式更精确地适配最终形状，而不改变“第一模具”的全部用途；

与制作纤维预制件有关的解决方案还提出，在步骤a)中，所制作的预制件：

-具有在下游张开的环形上游部分，和/或

-具有喇叭形状，非常像苏萨大号(通常比小号状下游端张得更开)。

因此，将有可能制作待制作的混合器的波瓣形状的展开部件。