[发明专利]制造复合材料部件的预成型件的方法及制造该部件的方法

说明书

披露了一种用于制造设置有真空装袋膜的由复合材料制成的部件的预成型件的简单、廉价且快速的方法，其中热塑性真空装袋膜与所述预成型件同时形成。披露了一种用于通过真空固化预成型件制造由复合材料制成的部件的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于制造由复合材料制成的部件的袋装预成型件的方法。

袋装预成型件是设置有真空装袋膜的预成型件。

本发明还涉及一种用于通过真空固化预成型件制造这种由复合材料制成的部件的方法。

此部件可以值得注意地是特别用于飞行器构造领域中的由复合材料制成的自加强面板的加强件。

背景技术

由复合材料(由嵌入硬化树脂中的增强纤维形成)制成的部件得到了广泛使用，特别是用于航空工业中。

的确，正在越来越多地努力在飞行器构造领域中使用此类部件，特别地作为结构构件。

这些部件是例如包括设置有肋或浮雕结构的面的零件，如自加强飞行器面板。

具有U形集成加强件的自加强面板，是使得飞行器结构零件能够获得最佳机械特性的构型，并且在文献EP-A1-1 537 982中描述了用于放置此类面板的元件以使其固化的方法。

为了制造这些由复合材料制成的部件，第一步骤是制备预成型件，并且然后将所述预成型件固化并在压力下在高压釜中聚合。

在进行预成型件的固化之前，必需在所谓的真空装袋或包装操作期间将预成型件置于真空中。

此操作是必要的，以允许高压釜的压力在固化和聚合期间分布，这就其本身而言使得能够获得具有所需几何形状和特性的最终零件。

因此，真空装袋包括在预成型件上布置和密封膜，然后固化所述膜。预成型件可以安置在模制工具上。预成型件可以例如呈可能层压的预浸渍有可硬化树脂的增强纤维的织物形式，或者是干燥的纤维状预成型件，所述纤维状预成型件旨在随后被嵌入可硬化树脂中，例如通过树脂灌注技术。

结果发现，真空装袋技术需要使用昂贵且复杂的工具。

此外，已经示出真空装袋技术难以在制造大体积或长部件(如旨在形成飞行器翼的部件)的情况下使用，所述部件可以包括超过10米的结构部分。

此外，在包括设置有肋或浮雕结构的面的零件或部件，如自加强飞行器面板，像在已引用的文献EP-A1-1 537 982中描述的那些的情况下，弹性体型材通常用作装袋膜以便使高压釜中占主导的压力分布在加强件的整个表面上，以便获得无孔隙的层压制件的最大压实度(maximum compacting)，以及所寻求的几何形状和厚度。

弹性体型材具有能够重复利用若干次的优点，即它们可以用于若干次固化和聚合，但由于其在处理时的脆性和其在高压釜中占主导的温度和压力条件(例如7巴，180℃)下的快速老化，它们的寿命仍然有限。

这些型材的成本也非常高，因为材料(通常为硅弹性体)的基础价格，还有通常在压力下或在高压釜中进行的将弹性体转变为型材的成本。

此外，在包括设置有肋或浮雕结构的面的零件或部件，如自加强飞行器面板的情况下，通常由弹性体制成的真空装袋膜通常必须安置在设置有肋的面上，这使通过膜获得对所述面的合适覆盖的方法复杂化。

为了解决这些问题，文献EP-A1-3115184已经提出了真空装袋系统，其包括热成形为有待制造的部件的外在形式的真空装袋膜，所述部件是例如自加强面板。

此文献中提出的用于使真空装袋膜热成形的一种方法依赖于产生真空的模块和加热模块的使用，每个模块被配置成覆盖加强肋(参见特别是以上提及的文献EP-A1-3115184的图3和图4)，这表示实施成本仍相对较高。