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CN101169382A - 制作复合材料测试叶片的方法 - Google Patents

制作复合材料测试叶片的方法 Download PDF

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Abstract

一种测试叶片的制作方法，所述叶片带有一些缺陷，可校准用来验证类似叶片的层析X射线摄影探测设备。一种采用编织合成材料纤维制作的三维毛坯(12)，以及在将毛坯涂敷树酯前在毛坯预定位置形成腔室(15)。

Description

制作复合材料测试叶片的方法
技术领域
本发明涉及一种对复合材料制成的涡轮叶片进行层析X射线摄影无损检测方法。本发明特别涉及到一种叶片，所述叶片包括由三维编织制成的增强件。本发明还特别涉及到制作一种测试叶片，用来校准所述层析X射线摄影系统，后者用来在制造期间检测所有此类叶片。采用这种方法检测的复合材料叶片尤其是涡轮喷气发动机上使用的风机叶片。
背景技术
旁路涡轮喷气发动机的风机叶片是用复合材料制成的，即涂有树酯的合成纤维材料。要求能够在所有这类叶片上进行无损的系统检查。所使用的材料经过了层析X射线摄影检测，这种检测被认为是最合适的无损检测方法而被选用。
例如，美国6041143号专利介绍了对这类风机叶片进行层析X射线摄影的无损检测。层析X射线摄影重建过程与纤维质量的结构相关，而且特别是由多层薄板材构成的结构。在该文件中，层析X射线摄影重建则会适应板材层数的变化。更确切地说，参考模型的至少一个参考层是置于一个非欧几里得坐标系中，然后，在检测真实的叶片时，参考层的各个点都会转换到真实叶片的欧几里得坐标系中。如果叶片中的纤维块是多层薄板材构成的，这种双转换可用来更清楚地显示这种叶片特有的缺陷，特别是褶皱的形成而导致的缺陷。
发明内容
本发明涉及另一种叶片无损层析X射线摄影检测，包括一个采用线丝或纤维三维编织而成的毛坯或预成形件。这种毛坯件嵌入在树酯内。例如，以本申请者名义提出的EP1526285号专利就介绍了这种类型的叶片。
在制作这种叶片过程中，各种各样的缺陷都会出现。层析X射线摄影无损检测就是用来探测和评价这类缺陷。
树酯块在结构内的形成是一种特殊的缺陷。为了探测和评价这种缺陷，必须定期使用一个测试叶片来对层析X射线摄影设备进行校准，特别是带有这种树酯块的缺陷，其中树脂块的尺寸以及所处的位置都为人们所知。
本发明涉及制作这样一种测试叶片的方法。
特别是，本发明提供了一种制作复合材料测试叶片的方法，用来对类似叶片进行层析X射线检测的校准，所述方法的特征在于：它包括制作一个三维毛坯，该毛坯用合成材料纤维编织而成，在所述毛坯的预定位置形成腔室，将所述毛坯插入一个模具中，并将树酯在压力下注射到所述模具内，从而获得所述测试叶片。
所述测试叶片优选用于对一种层析X射线摄影检测设备进行校准。
在毛坯的选定位置处，将一个合拢的扩张工具插入毛坯纤维结构内即可形成一种所述腔室，其方式是，将工具张开，移动纤维，在从结构中抽出工具之前再次合拢工具。作为一种扩张工具，剪刀已经得到了成功使用。
在形成本发明的研究中，令人惊奇地发现，液态树酯在压力下的注射和随后进行的高温处理都不会显著改变原先形成的腔室的尺寸，但恰恰相反，在树酯注射期间，这些腔室内充满了液态树酯。
附图说明
下面参照附图，并仅结合示例，通过对按本发明原理制作测试叶片的方法的如下介绍，可以更好地了解本发明，而且本发明的其它各种特性也会更清楚。附图如下：
图1为一种三维毛坯的三维编织构造示意图；
图2为按照这种方法获得的毛坯的示意图；
图3为所述毛坯内形成的腔室的示意图；
图4为液态树酯在压力下注射到模具内从而涂敷毛坯的示意图；
图5为因此而获得的测试叶片的示意图。
具体实施方式
附图示出了测试叶片的制作方法，其中包括制作一个三维毛坯的工艺步骤，即采用一个编织机11将合成材料纤维进行编织而形成毛坯，如图1所示。这种工艺步骤在EP1 526 285中进行了描述，在此不再赘述。尽管如此，本发明可以应用于适合制作如图2所示毛坯12的任何类型的三维编织结构。所使用的纤维优选碳纤维。当然，也可以使用玻璃纤维或芳族聚酸胺纤维。
如图3所示，以下步骤包括在毛坯的选定位置制作腔室15。这些腔室是采用上述的一种扩张工具做成的。
采用这种方式处理后的毛坯12被置放在一个带有用于所述测试叶片的腔室的模具16内，该叶片在形状和尺寸上都类似于将要经受层析X射线摄影无损检测的叶片类型。此后，液态树脂在压力下注入模具内。此时，可对模具进行加热，加热温度可达能使树脂聚合的程度。所属领域技术人员的专业技能是可以对所有这些参数进行控制的。
例如，可以采用已经成功使用的环氧树脂(如人们已知的PR 520树脂)。其它许多热固性树脂也可以使用，尤其是其它的环氧树脂、聚脂树脂、酚醛树脂等。
在模压成形阶段，采用了下述工作条件(其中都不是必不可少的)：
--向模具注射树脂时的工作温度为165℃，注射速率为每分钟300立方厘米；
--注射压力：最大17巴；
--烘烤温度180℃，持续时间2小时。
应该注意的是，在注射液态树脂前，在同一个毛坯中也会形成其它一些缺陷。
在所有这类缺陷中，特别应该提到的是，通过层析X射线摄影可探测到丝股或编织断裂的情况。为了确信在测试叶片的预定位置也有这类缺陷，可以在选择的位置切割几股纤维——例如，只要使用剪刀即可——并勾画出切割的图形。图3示出了这种切割部分20的情况。此后，就可以进行图4所示的模压成形作业。
图5给出了模压成形之后获得的最终测试叶片22。

Claims (3)

1.一种制作复合材料测试叶片的方法，该叶片用于对类似叶片进行层析X射线摄影检测校准，所述方法的特征在于：它包括制作一个三维毛坯(12)，该毛坯用合成材料纤维编织而成，在所述毛坯的预定位置形成腔室，将所述毛坯插入一个模具中，在压力下将树脂注射到所述模具内，从而获得所述测试叶片。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述腔室是通过在毛坯的预定位置将一种扩张工具插入毛坯纤维结构中，从而将纤维扩张分开。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在注射所述树脂之前，在所述毛坯的选择位置切割几股纤维(20)。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110914637A (zh) * 2017-05-23 2020-03-24 Lm风力发电国际技术有限公司 用于检测细长结构中的纤维错位的双扫描方法
CN112901553A (zh) * 2021-01-29 2021-06-04 华为技术有限公司 离心式风机叶轮及其制备方法、离心式风机和空气处理机组
CN112969568A (zh) * 2018-10-30 2021-06-15 赛峰飞机发动机公司 风扇叶片的纤维增强体的纤维杂交
CN115041932A (zh) * 2022-06-28 2022-09-13 山东省章丘鼓风机股份有限公司 一种离心通风机三元流叶轮叶片的加工方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2907706B1 (fr) * 2006-10-26 2009-02-06 Snecma Sa Procede de fabrication d'une aube temoin en materiau composite
FR2940172B1 (fr) * 2008-12-18 2011-01-21 Snecma Procede de fabrication d'une aube de turbomachine
FR2940173B1 (fr) * 2008-12-23 2013-02-08 Snecma Procede de fabrication d'une piece de forme par tissage 3d et piece de forme ainsi obtenue.
FR2998827B1 (fr) * 2012-12-05 2015-02-06 Snecma Procede de fabrication d'un pied d'aube de turbomachine en materiau composite et pied d'aube obtenu par un tel procede
WO2014145675A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Hollander Jonathan Marc Methods for three-dimensional weaving of composite preforms and products with varying cross-sectional topology
FR3025248B1 (fr) * 2014-08-27 2019-08-23 Safran Aube de redresseur en materiau composite pour moteur a turbine a gaz et son procede de fabrication
FR3026980B1 (fr) * 2014-10-10 2017-03-31 Snecma Procede d'immobilisation d'une preforme dans un moule
FR3034038B1 (fr) * 2015-03-23 2017-11-17 Snecma Procede de fabrication d'une aube temoin pour etalonnage d'un controle tomographique et aube temoin en resultant
AT521672B1 (de) * 2018-09-10 2022-10-15 Facc Ag Verfahren zur Herstellung eines Faser-Kunststoff-Verbund-Vergleichskörpers und Prüfungsverfahren
AT521355B1 (de) * 2018-09-10 2020-01-15 Facc Ag Verfahren zur Herstellung eines Faser-Kunststoff-Verbund-Vergleichskörpers und Prüfungsverfahren
FR3095710B1 (fr) * 2019-04-30 2022-01-07 Safran Procédé d’entraînement d’un système de détection automatique de défaut d’une aube d’une turbomachine
FR3100270B1 (fr) * 2019-08-28 2021-07-30 Safran Aircraft Engines Hybridation des fibres du renfort fibreux d’une aube de soufflante
FR3109821B1 (fr) * 2020-05-04 2022-12-23 Safran Aircraft Engines Vérification du positionnement d’une préforme fibreuse dans une aube

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3653098A (en) * 1969-08-19 1972-04-04 Bliss Co Connector for flat woven tape
US3772114A (en) * 1972-03-21 1973-11-13 S Kowalchuk Process for mending fabrics
JPS59184647A (ja) * 1983-04-04 1984-10-20 ポリウレタン化成株式会社 熱成形可能な積層体
JPH01223342A (ja) * 1988-03-03 1989-09-06 Kawasaki Heavy Ind Ltd 非破壊検査用標準試験体の製造方法
US5066442A (en) * 1989-02-28 1991-11-19 Massachusetts Institute Of Technology Method of producing a composite article
DE69027899T2 (de) * 1989-08-28 1996-11-28 United Technologies Corp Stabilisierung von Einlagen für das "RTM"-Verfahren
JPH0712617B2 (ja) * 1993-03-25 1995-02-15 ヤマウチ株式会社 成形プレス用クッション材
US6041132A (en) * 1997-07-29 2000-03-21 General Electric Company Computed tomography inspection of composite ply structure
JP2971432B2 (ja) * 1998-03-13 1999-11-08 川崎重工業株式会社 繊維強化プラスチック構造体の検査方法
US7208220B2 (en) * 2001-12-06 2007-04-24 Toray Industries, Inc. Fiber-reinforced composite material and method for production thereof
CN1194848C (zh) * 2002-10-09 2005-03-30 天津大学 三维编织纤维增强聚合物生物复合材料骨器件制造方法
DE10252671C1 (de) * 2002-11-11 2003-12-04 Mayer Malimo Textilmaschf Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten, dreidimensionalen Kunststoffteilen
DE10324141B4 (de) * 2003-05-26 2010-07-01 Eurocopter Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoff-Bauteils sowie Zwischenprodukt für ein solches Verfahren
FR2861143B1 (fr) * 2003-10-20 2006-01-20 Snecma Moteurs Aube de turbomachine, notamment aube de soufflante et son procede de fabrication

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110914637A (zh) * 2017-05-23 2020-03-24 Lm风力发电国际技术有限公司 用于检测细长结构中的纤维错位的双扫描方法
CN112969568A (zh) * 2018-10-30 2021-06-15 赛峰飞机发动机公司 风扇叶片的纤维增强体的纤维杂交
CN112901553A (zh) * 2021-01-29 2021-06-04 华为技术有限公司 离心式风机叶轮及其制备方法、离心式风机和空气处理机组
CN115041932A (zh) * 2022-06-28 2022-09-13 山东省章丘鼓风机股份有限公司 一种离心通风机三元流叶轮叶片的加工方法
CN115041932B (zh) * 2022-06-28 2024-03-15 山东省章丘鼓风机股份有限公司 一种离心通风机三元流叶轮叶片的加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1916092B1 (fr) 2011-05-25
CA2607242C (fr) 2013-12-17
US7850892B2 (en) 2010-12-14
CN101169382B (zh) 2012-07-04
US20080099965A1 (en) 2008-05-01
RU2007139629A (ru) 2009-04-27
JP2008107355A (ja) 2008-05-08
CA2607242A1 (fr) 2008-04-26
FR2907707B1 (fr) 2009-01-30
JP5198034B2 (ja) 2013-05-15
FR2907707A1 (fr) 2008-05-02
RU2450922C2 (ru) 2012-05-20
EP1916092A1 (fr) 2008-04-30

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