能够将气体排放出复合零件的制造复合零件的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于制造称为复合零件的零件的方法，所述复合零件由至少一种复合材料制成，所述至少一种复合材料包括至少一层浸渍有聚合物基质的加强结构，所述加强结构在所述聚合物基质内部延伸，在所述方法中：制备所述复合零件的复合胚料件(1)，实施所述复合胚料件的聚合物基质的固化步骤，同时在所述复合胚料件的至少一个受压面(2)上施加压力，其特征在于，以压力梯度的形式施加所述压力，所述压力被应用在所述复合胚料件的受压面上，以便使存在于所述复合胚料件中的气体从最大增压区域朝向气体排放区域(4)流动。本发明专利技术还涉及一种用于制造这种零件的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】能够将气体排放出复合零件的制造复合零件的方法和装置
本专利技术涉及一种制造复合零件的方法以及一种用于制造这种零件的装置。
技术介绍
具有聚合物基质的复合材料越来越多地被使用在大量的技术和工业领域中，尤其是航空领域中，因为复合材料具有对于有限质量的优异机械性能。复合材料可用于实施如用于实施结构零件的工具。存在用于小批量及大批量地制备、模制和聚合复合零件的多个方法。这些方法通常要求使用大于大气压的压力。在高压炉中实施步骤的大多数复合零件制备方法还要求使用真空袋，所述真空袋布置成围绕所制备的零件并且与所述零件一起安置在高压炉中，以便获得所述零件中的预定纤维率，并且控制所述零件的几何形状以及由通气孔排放存在于所述零件中的气体。所述通气孔在已知的复合零件制造装置中的布置对于建模和实施是极其复杂的。另一方面，多个通气孔在同一零件中的布置加重了由制造复合零件的操作者执行的任务，并且使得所述复合零件在压力下的成形更加困难。US3128322描述了一种用于模制复合零件的方法，其中，可膨胀的柔性袋与复合零件逐渐接触，以能够使树脂均匀分布并且避免所述零件中的气泡。可膨胀袋首先与零件的凹形表面的顶部接触且逐渐地移动，以使得应用有压力的零件区域从所述复合零件的顶部起沿着任何方向逐渐径向地延伸。EP2762297描述了一种通过在真空下将树脂注入模具中来制造复合零件的方法，其中，加强件以纤维的形式预先布置。用于制造这种零件的方法和装置包括布置在真空板下的树脂分配装置，所述树脂分配装置由可变形材料层制成，所述可变形材料层的厚度随注入的树脂的前部的前进而变化，以便抬升所述真空板并且能够使树脂更好流动。EP2762297未描述将压力应用到被制造的复合零件上。此外，已知的方法不能够充分有效地排放可能存在于经制备的复合零件中的气泡。特别是，对真空袋和/或布置在所述复合零件的不同区域中的通气孔的使用不能够确保排放存在于材料中的任何气泡，所述气泡具有产生不均匀区域及明显降低如此制备的复合零件的机械性能的风险。
技术实现思路
本专利技术旨在克服这些缺点。本专利技术的目的尤其在于提供一种用于制备复合零件的装置和方法，所述用于制备复合零件的装置和方法能够克服与在形成复合零件的材料的厚度中存在气泡相关的问题。本专利技术旨在提供一种简单、可靠且相对于已知的方法和装置无需额外费用的方法和装置。本专利技术还旨在提供一种实施起来快速同时与可能被使用在复合零件中的聚合物基质的固化时长兼容的方法。为此，本专利技术涉及一种用于制造称为复合零件的零件的方法，所述复合零件由至少一种复合材料制成，所述至少一种复合材料包括至少一层浸渍有聚合物基质的加强结构，所述加强结构在所述聚合物基质内部延伸，在所述方法中：-制备所述复合零件的称为复合胚料件的胚料件，所述复合胚料件具有至少一个称为未固化状态的状态，在所述未固化状态中，所述聚合物基质至少部分地未凝固，-实施所述复合胚料件的聚合物基质的固化步骤，-在所述固化步骤中的至少一部分过程中，在所述复合胚料件的至少一个称为受压面的面上施加压力，其特征在于，-以(非零的)压力梯度的形式施加所述压力，所述压力被应用在所述复合胚料件的受压面上并且在所述受压面的至少一个称为最大增压区域的第一区域与所述受压面的至少一个称为气体排放区域的第二区域之间，所述最大增压区域与所述气体排放区域不同，并且所述压力梯度朝向所述最大增压区域定向，以便使存在于所述复合胚料件内部的任何气体从所述最大增压区域朝向所述气体排放区域流动，-借助于至少一个称为增压构件的构件应用所述压力梯度，所述增压构件应用成与所述复合胚料件的受压面的最大增压区域以及气体排放区域接触。本专利技术延伸至一种用于按照根据本专利技术的方法制造复合零件的装置。本专利技术因此延伸至一种用于制造称为复合零件的零件的装置，所述复合零件由至少一种复合材料制成，所述至少一种复合材料包括至少一层浸渍有基质的加强结构，所述加强结构在所述基质内部延伸，所述装置包括：-所述复合零件的称为复合胚料件的胚料件，所述复合胚料件具有至少一个称为未固化状态的状态，在所述未固化状态中，聚合物基质至少部分地未凝固，所述复合胚料件具有所述复合胚料件的至少一个称为受压面的面，在所述受压面上施加压力，其特征在于，所述装置包括所述复合胚料件的至少一个增压构件，所述增压构件适用于能够以压力梯度的形式施加所述压力，所述压力被应用在所述复合胚料件的受压面上并且在所述受压面的至少一个称为最大增压区域的第一区域与所述受压面的至少一个称为气体排放区域的第二区域之间，所述最大增压区域与所述气体排放区域不同，所述增压构件应用成与所述复合胚料件的受压面的最大增压区域以及气体排放区域接触，并且所述压力梯度朝向所述最大增压区域定向，以便使存在于所述复合胚料件内部的任何气体从所述最大增压区域朝向所述气体排放区域流动。应用到所述最大增压区域位置处的压力因此大于应用到所述气体排放区域位置处的压力。根据本专利技术的方法和装置因此能够使气泡或气穴向复合胚料件的外部迁移，以便在所述复合胚料件的聚合物基质固化之后获得去除气体的复合零件，所述复合零件的在所述复合胚料件的厚度中的气体含量(在应用根据本专利技术的压力梯度之前)至少相对于初始胚料件中的气体含量降低。为此，因此只需要在所述复合胚料件的受压面上应用压力，所述压力相对于该受压面切向地变化并且沿着从胚料件的任一点向所述胚料件的气体排放区域的方向又或沿着从所述复合胚料件的一个外边缘向另一外边缘的方向增加。所述零件的气体排放区域例如可对应于复合胚料件的受压表面的区域，该区域位于所述复合胚料件的侧面的边缘上或所述复合胚料件的布置成面对通气孔和吸气口的任何区域的边缘上，所述吸气口能够排放来自复合胚料件的气体(排放到真空袋之外，例如在复合胚料件成形时并且在聚合物基质的固化步骤中，所述复合胚料件可布置在所述真空袋中)。在整个文本中，“未凝固的聚合物基质”理解成(特别是在热固性聚合物基质的情况下)未完全聚合以使聚合物基质的最终形状仍不固定并且聚合物基质可弹性变形的任何聚合物材料(或包括至少一种聚合物的任何材料)或(在热塑性聚合物的特殊情况下)的(在缺少约束应用的情况下)在大于玻璃状转变温度和/或熔化温度的温度下具有热塑性的任何热塑性材料。有利地并且根据本专利技术，在复合胚料件的聚合物基质的固化步骤之前并且/或者在复合胚料件的聚合物基质的固化步骤过程中使所述复合胚料件成形。可通过应用在0.1MPa与3MPa之间(特别是在0.2MPa与1.2MPa之间)的压力来实施复合胚料件的成形(例如通过在压力下模制)。所述复合胚料件可在环境温度(在20℃与25℃之间)下固化或承受热处理(加热)。有利地并且根据本专利技术，与所述固化步骤(在所述固化步骤过程中在复合胚料件上应用压力梯度)同时实施对于所述复合胚料件的热处理。特别是，有利地并且根据本专利技术，在使用热固性基质的情况下，所述热处理能够实施所述聚合物基质的聚合。在热固性聚合物基质的这种聚合步骤结束时，所述聚合物基质因此处于固化状态。在加热用于使复合胚料件固化的情况下，压力的应用可在加热之前开始或与加热同时开始。为了实施所述热处理，根据本专利技术的装置的胚料件和其它元件可安置在干燥炉中，或者加热可由本身发热的至少一个元件(例如模具)提供。有利地并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造称为复合零件的零件的方法，所述复合零件由至少一种复合材料制成，所述至少一种复合材料包括至少一层浸渍有聚合物基质的加强结构，所述加强结构在所述聚合物基质内部延伸，在所述方法中：‑制备所述复合零件的称为复合胚料件(1)的胚料件，所述复合胚料件具有至少一个称为未固化状态的状态，在所述未固化状态中，所述聚合物基质至少部分地未凝固，‑实施所述复合胚料件的聚合物基质的固化步骤，‑在所述固化步骤中的至少一部分过程中，在所述复合胚料件的至少一个称为受压面(2)的面上施加压力，其特征在于，‑以压力梯度的形式施加所述压力，所述压力被应用在所述复合胚料件的受压面上并且在所述受压面的至少一个称为最大增压区域的第一区域与所述受压面的至少一个称为气体排放区域(4)的第二区域之间，所述最大增压区域与所述气体排放区域(4)不同，并且所述压力梯度朝向所述最大增压区域定向，以便使存在于所述复合胚料件内部的任何气体从所述最大增压区域朝向所述气体排放区域(4)流动，‑借助于至少一个称为增压构件(8)的构件应用所述压力梯度，所述增压构件应用成与所述复合胚料件的受压面的最大增压区域以及气体排放区域(4)接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.24 FR 15633051.一种制造称为复合零件的零件的方法，所述复合零件由至少一种复合材料制成，所述至少一种复合材料包括至少一层浸渍有聚合物基质的加强结构，所述加强结构在所述聚合物基质内部延伸，在所述方法中：-制备所述复合零件的称为复合胚料件(1)的胚料件，所述复合胚料件具有至少一个称为未固化状态的状态，在所述未固化状态中，所述聚合物基质至少部分地未凝固，-实施所述复合胚料件的聚合物基质的固化步骤，-在所述固化步骤中的至少一部分过程中，在所述复合胚料件的至少一个称为受压面(2)的面上施加压力，其特征在于，-以压力梯度的形式施加所述压力，所述压力被应用在所述复合胚料件的受压面上并且在所述受压面的至少一个称为最大增压区域的第一区域与所述受压面的至少一个称为气体排放区域(4)的第二区域之间，所述最大增压区域与所述气体排放区域(4)不同，并且所述压力梯度朝向所述最大增压区域定向，以便使存在于所述复合胚料件内部的任何气体从所述最大增压区域朝向所述气体排放区域(4)流动，-借助于至少一个称为增压构件(8)的构件应用所述压力梯度，所述增压构件应用成与所述复合胚料件的受压面的最大增压区域以及气体排放区域(4)接触。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了应用所述压力梯度：-使可弹性变形的至少一个称为增压构件(8)的构件布置有称为增压面的面，所述增压面朝向所述复合胚料件的受压面(2)定向并且与所述复合胚料件的受压面隔有非零距离，-然后使所述增压构件的称为受增压面的面承受称为变形压力的压力，所述受增压面与所述增压面相反，所述变形压力适用于使所述增压构件弹性变形，所述增压构件、所述增压构件相对于所述受压面的布置以及所述变形压力被选择成使得所述增压构件(8)的增压面应用成与所述复合胚料件的受压面至少在最大增压区域与气体排放区域(4)之间接触，并且在所述受压面上应用所述压力梯度。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用增压构件，所述增压构件具有在所述增压构件的称为远端区域的区域与所述增压构件的称为边沿区域的区域之间变化的弹性变形硬度，所述远端区域在应用所述变形压力之后与所述受压面的最大增压区域接触，所述边沿区域在应用所述变形压力之后与所述复合胚料件(1)的受压面的气体排放区域(4)接触，所述增压构件的边沿区域的硬度大于所述远端区域的硬度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，使用至少一个增压构件(8)，所述至少一个增压构件在应用所述变形压力之前具有在所述远端区域与所述边沿区域之间变化的厚度，所述增压构件的边沿区域的厚度大于远端区域的厚度。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，使用至少一个增压构件(8)，所述至少一个增压构件具有至少相对于在所述远端区域与所述边沿区域之间延伸的方向正交拉伸的弹性模量，所述弹性模量在所述远端区域与所述边沿区域之间变化，所述边沿区域的弹性模量大于所述远端区域的弹性模量。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，使所述增压构件(8)布置成与所述复合胚料件(1)的受压面(2)隔有预定距离，以使得在所述变形压力的作用下，所述增压构件(8)的相对伸长量(ΔL/L)在所述增压构件的称为远端区域的区域与所述增压构件的称为边沿区域的区域之间变化，...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·布里翁，
申请(专利权)人：拉蒂埃菲雅克公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR