專利名稱：生產(chǎn)具有編織覆蓋層、由復合材料制成的零件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造具有編織覆蓋層的復合材料零件的方法。
背景技術(shù)：
已知借助于中空心軸制造零件，該中空心軸通過編織機的中心孔，從而將心軸覆蓋在一層或多層編織纖維覆蓋層中。然后，生成的組件經(jīng)受樹脂浸泡或注入，然后再加熱以使樹脂聚合化。然而，在以此方法形成的覆蓋層中，編織不能獲得很大的厚度變化。至多，減慢心軸通過編織機的速度，能夠少量地增加編織覆蓋層的厚度。這使得使用編織來制造具有局部變化厚度的零件很困難或甚至不可能。

文獻FR2890591提出制造具有纖維預成型件的零件，該預成型件用預先浸潰的沿零件縱向方向延伸的單一方向的纖維織物帶進行加強，以便加強所述零件，尤其是處于壓縮中的零件。文獻W02006/118448披露了一種加強編織纖維零件的方法，該方法包括插入平的加強體的步驟，該加強體用手工方法或借助于機器人來定位。這些平的加強件由一定數(shù)量的纖維織物層構(gòu)成，這些纖維織物層在使用熱塑性粘結(jié)劑的現(xiàn)有步驟中彼此固定，生成的組件經(jīng)受高溫和高壓。然而，該類型的加強件呈現(xiàn)非常剛性的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制造具有編織覆蓋層的復合材料零件的方法，該零件還包括顯著的厚度變化。為了達到該目的，本發(fā)明提供一種制造復合材料零件的方法，該方法包括如下步驟:.制造心軸；.盡可能接近地配合心軸的形狀，圍繞心軸編織纖維覆蓋層； 將至少一個纖維補片(patch)局部地施加到編織覆蓋層上，每塊補片成形為具有足夠的變形度，以接近地配合在編織覆蓋層上，或配合在其上施加的補片上；.按照所需的頻度，重復編織和補片施加這兩個步驟以獲得預成型件；.編織覆蓋整個組件的外編織覆蓋層；以及.將樹脂傳送到預成型件內(nèi)并使其聚合化。本發(fā)明的方法能夠在零件的受應力部位形成局部的額外厚度。此外，不是從具有難于覆蓋在一個或多個編織覆蓋層內(nèi)的變化巨大的形狀的心軸開始，而是能夠從覆蓋在編織覆蓋層內(nèi)的較平滑形狀的心軸開始，通過局部地堆疊為了獲得期望的形狀而已經(jīng)切割出并且足夠可變形以接近地配合其所施加的形狀的纖維補片，將變化更為顯著的形狀構(gòu)造在心軸上。補片從預浸潰的單向織物中切割出，或者從干的織物(例如，具有斜紋織的織物)中切割出，因為它們是高度可變形的。在織物成形的同時通過使其預聚合化，用少許樹脂浸潰織物有助于補片在被放置在編織覆蓋層之前成形。假設以此方式制成的補片保持足夠的變形度以接近地配合其上施加的形狀，如果合適的話，補片可由多個織物厚度組成。本發(fā)明方法中的編織和補片施加步驟可重復多次。因此，可在預成型件的任何區(qū)域內(nèi)任意地改變纖維厚度。


借助于以下對本發(fā)明方法的特殊實施方式的描述，并結(jié)合附圖中諸圖，可以更好地理解本發(fā)明，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明制造的起落架搖臂梁的立體圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明已經(jīng)被覆蓋在編織的預成型件內(nèi)的心軸的局部圖，用以生產(chǎn)圖1的搖臂梁，其具有局部地配合在其上的織物補片；圖3是施加的織物補片的分解圖；圖4是覆蓋在位于另一部位的其它織物補片內(nèi)的同一心軸的局部圖；圖5是在加工搖臂梁之前的圖1平面V上的剖視圖；圖6是在加工搖臂梁之前的圖1平面VI上的剖視圖；圖7是在搖臂梁已經(jīng)加工之后的圖1平面VII上的縱向剖視圖的半視圖。
具體實施例方式下面結(jié)合圖1所示類型的起落架搖臂梁來描述本發(fā)明，其包括本體1，本體I具有第一端2和第二端3，第一端2成形為接納樞軸以將搖臂梁鉸接到起落架上，而第二端3成形為接納輪軸，該輪軸接納輪子。搖臂梁還具有位于其頂部上的突耳4，用于接納連接到減振器的銷子。如圖中清楚地可見，第一端具有兩個突出的側(cè)凸出部分2a和2b，孔貫穿其中以供樞軸穿過，這些孔設計成與環(huán)相配合。如圖2所示，初始階段是生產(chǎn)形狀逐漸變化的心軸10，第一步驟是將心軸覆蓋在編織覆蓋層11內(nèi)，在該實例中，編織覆蓋層11由碳纖維制成。此后，在以此方法覆蓋的心軸上，將一系列重疊的補片12裝配到以下部位，即要求將突出的形狀或增大的厚度給予組件，從干的碳纖維織物中切割出每個補片。該實例示出一系列補片12a、12b和12c，它們彼此重疊并覆蓋心軸的突起之一。在另一側(cè)上，可以看到尚未被覆蓋在補片內(nèi)的對應突起。在圖3中，補片12a、12b和12c顯示在分解圖中。最好從斜紋纖維織物中切割出補片。斜紋織是已知允許織物高度可變形的織法，因此允許補片緊密地施加抵靠所要覆蓋的形狀。因此，補片通過緊密地施加抵靠編織覆蓋層或其覆蓋的補片而使補片成形。在特殊的實施方式中，補片在施加在覆蓋心軸的編織物上之前至少部分地成形(就如該實例中的殼形)，由此幫助補片放置就位，尤其是幫助它們定位。為此目的，使用用樹脂預浸潰過的織物是有利的，補片進行預聚合化，同時在施加到編織的覆蓋層之前成形。然而，應該小心地保證以此方法預成型的補片仍保持充分地可變形，以便能夠盡可能緊密地施加抵靠編織的覆蓋層或其覆蓋的補片。以類似的方式，圖4示出在突耳4處施加補片14抵靠覆蓋心軸的編織物。在該實例中，補片覆蓋突耳4的兩個半部和鄰近的突起部3。通過噴涂樹脂，或通過施加能使補片以足夠可靠的方式緊固在心軸上而能使配裝有補片的心軸10以該方式通過編織機而沒有補片移動或變得脫離開的任何其它粘結(jié)劑，將補片較佳地固定就位在覆蓋心軸10的編織物11上。補片的纖維較佳地以這樣一種方式定向，即，與編織覆蓋層的纖維定向互補，以便優(yōu)化最終的結(jié)構(gòu)。然后，由于需要有許多次，所以要重復編織和施加補片這兩個步驟。以此方式制成的組件最好被覆蓋在最終的編織物內(nèi)。自然地是，選擇以此方式構(gòu)成補片和編織覆蓋層的堆疊，以便能使組件被最終的外編織覆蓋層覆蓋。尤其是，有利地使外部形狀逐漸地變化，以限制厚度的突然改變，從而使最終的編織物可緊密配合在外部形狀上。這自然適用于中間編織物。圖5和6是兩個圖示，顯示通過編織覆蓋層分開的連續(xù)補片系列(陰影)。在補片堆積的區(qū)域內(nèi)，心軸的初始形狀非常顯著地轉(zhuǎn)變，最后達到最終零件所需要的形狀和厚度。有利地，一旦堆疊結(jié)束，通過插入橫向纖維(圖5和6中用橫線代表)，例如，通過縫合或接縫操作，就可加強以此方式覆蓋在補片內(nèi)的區(qū)域。在樹脂被注入和聚合化之前，這種加強有利于將補片固定就位在編織覆蓋層之間。加強永久地保持就位，因而一旦完成便形成零件的一體部分，由此大大地減少因安裝了通過加強區(qū)域插入到加工過的孔內(nèi)的輪軸或樞軸而引起分層的任何風險。在圖5和6中，縫合用通過編織覆蓋層和(帶陰影的)補片的線表示。在這些圖中，補片已經(jīng)縫合在其全部表面上。然而，在將要穿過的部位(用點劃線表示)內(nèi)，能省略任何的縫合。圖7示出搖臂梁的厚度是如何變化的。在其中心部分，主要部分的厚度由四層編織層組成，而在部分2和3中，厚度由具有插入在兩部分之間的三個系列補片(用陰影表示)的四層編織層構(gòu)成。以此方式構(gòu)成的預成型件通過注入、浸泡或任何其它傳統(tǒng)方法接納樹脂，然后使樹脂聚合化，以便獲得幾乎完成的最終零件。預成型件最好放置在模具內(nèi)。將樹脂注入到模具內(nèi)，然后組件經(jīng)受加熱，如果合適的話，還經(jīng)受均衡的壓縮。然后剩下要做的所有事情就是穿過孔，如果合適的話，使它們裝備有若干個環(huán)。本發(fā)明自然不局限于以上描述，相反地是，本發(fā)明涵蓋落入權(quán)利要求書所定義范圍之內(nèi)的任何變體。尤其是，盡管此實例中的補片和編織物由碳纖維制成，但本發(fā)明自然可歸納到任何其它技術(shù)上用的纖維，諸如是玻璃纖維或芳綸纖維。盡管此實例中的補片從斜紋織物中切割出，但補片也可從具有其它織紋的織物中切割出，或從縫合的多層織物中切割出，該多層織物縫合成在根據(jù)力作用的方向施加補片的區(qū)域中優(yōu)化纖維的定向。自然，補片必須保持足夠的變形度，以便能盡可能緊密地施加抵靠它們所覆蓋的表面。在另一變體中，通過沉積纖維片組成的補片，例如，通過使用安裝在編織機上的機器人來沉積纖維絲的操作，由此制成補片。盡管已經(jīng)說過，通過噴濺樹脂將補片固定就位在編織覆蓋層上，但補片也可使用與補片的纖維同樣特性或與其相容的紗線(例如，熱塑性紗線)在原地縫合。以上描述的編織步驟在于將編織覆蓋層施加在補片的最后堆疊上，且每個編織覆蓋層本身可包括一層或多層編織層，而且可使這些層連接在一起(互鎖)。
自然，本發(fā)明適用于能夠通過編織進行制造的任何零件，諸如接納四個或六個帶中心鉸鏈的輪子的搖臂梁、支柱或連桿。
權(quán)利要求
1.一種制造復合材料零件的方法，該方法包括以下步驟: 制造心軸； 盡可能接近地配合心軸的形狀、圍繞心軸編織纖維覆蓋層(11); 將至少一個纖維補片(12a、12b、12c ；14)局部地施加到編織覆蓋層上，每塊補片成形為具有足夠的變形度，以接近地配合在編織覆蓋層上，或配合在其上施加的補片上； 按照所需的頻度，重復編織和補片施加這兩個步驟以獲得預成型件； 編織覆蓋整個組件的外編織覆蓋層；以及 將樹脂傳送到預成型件內(nèi)并使其聚合化。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述補片固定到編織覆蓋層。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述固定步驟包括使樹脂預聚合化。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述固定步驟包括:通過沿正交于補片堆疊和編織覆蓋層的方向插入纖維，例如通過接縫或縫合而使纖維通過其間，從而進行粘結(jié)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預成型件放置在模具內(nèi)，然后將樹脂傳送到模具內(nèi)并進行聚合化。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，多個補片彼此堆疊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造復合材料零件的方法，包括以下步驟制造心軸；盡可能接近地遵循心軸的形狀，圍繞心軸編織纖維覆蓋層(11)；將至少一個纖維補片(12a、12b、12c)局部施加到編織覆蓋層上，每塊補片成形為具有足夠的變形度，以接近地遵循編織覆蓋層或施加在其上的補片的輪廓；根據(jù)需要重復編織和補片施加這兩個步驟所需次數(shù)以獲得預成型件；將樹脂引入到預成型件內(nèi)并使其聚合化。
文檔編號B29C70/32GK103079800SQ201180042421
公開日2013年5月1日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月6日
發(fā)明者R·梅森, B·德茹瓦約, P·鄧里維 申請人:梅西耶-布加蒂-道提公司, 埃賽公司