用于制造飞行器涡轮发动机的轮叶的方法与流程

本发明涉及用于制造飞行器涡轮发动机的轮叶的方法的。更具体地，本发明涉及用于制造复合材料轮叶的制造方法，例如，复合材料轮叶可以是旋转的或静止的。

背景技术：

1、众所周知，飞行器涡轮发动机包括风扇，该风扇使得能够吸入被分成主流和次级流的空气流。主流通过涡轮发动机的发动机，而次级流被导向次级流道。

2、主流在例如发动机的低压压缩机中被压缩，然后在高压压缩机中被压缩。然后，经压缩的空气与燃料混合，并在布置在压缩机的系列的下游的环形燃烧室内燃烧。由燃烧形成的气体通过位于燃烧室下游的高压涡轮和低压涡轮，这使得能够驱动压缩机的转子。最后，气体通过喷嘴逸出，喷嘴的横截面使得这些气体能够被加速以产生推进力。

3、涡轮发动机的元件(诸如风扇、压缩机或涡轮)包括允许对空气流施加作用的轮叶。例如，压缩机轮叶用于对主空气流进行压缩。

4、轮叶通常包括空气动力学形状的叶片，该叶片包括压力侧面和吸入侧面，该吸力侧面通过前缘和后缘连接到压力侧面。为了减轻轮叶的重量，叶片由包含嵌入聚合物基质中的增强纤维的复合材料形成。为了保护轮叶免受由异物冲击造成的损坏，前缘涂覆有金属箔。将金属箔附着到前缘带来了许多挑战。

5、用于制造轮叶的方法包括提供纤维预制件，然后在树脂注射步骤期间对预制件进行浸渍，随后使树脂聚合。在随后的步骤中，通过胶合将金属箔附着到轮叶的前缘。在烘箱中使黏胶聚合。使用这种制造方法制造轮叶所花费的时间很长，因为必须完成浸渍步骤以将金属箔附着到前缘。

6、为了减少制造时间，文献fr-a1-3008920建议在浸渍步骤期间将金属箔附着到前缘。该文献教导了模具可以配备有用于对箔进行定位和保持的系统。然而，这一系统并不能完全令人满意。这是因为箔在模具中附着就位，但是箔与轮叶的相对位置不能被精确地确定。一旦轮叶位于模具中，就难以相对于箔对轮叶进行定位。此外，在不具有合适的定位和保持系统的情况下，金属箔可能在模具闭合和/或注射期间移位。作为制造方法的结果，可以观察到金属箔相对于前缘的径向和/或轴向偏移。这种不正确的定位导致轮叶不合格。

7、因此，需要提供一种制造方法，该制造方法使得能够减少将金属箔定位在前缘上的缺陷。

技术实现思路

1、为此，本发明提出了一种用于制造飞行器涡轮发动机的轮叶的方法，所述轮叶包括叶片，所述方法包括以下步骤：

2、(100)提供叶片的纤维预制件，纤维预制件包括前缘、后缘、以及通过前缘和后缘连接到吸力侧面的压力侧面，

3、(200)提供包括至少一个分度凹部的细长金属箔，

4、(300)提供注射模具，所述注射模具至少包括上部和下部，所述上部和下部旨在共同配合以限定出内部容积且分别限定出轮叶的图案，并且这些上部和下部中的至少一个包括至少一个突出定位元件，

5、(400)将纤维预制件布置在注射模具中，

6、(500)用金属箔对纤维预制件的前缘进行涂覆，并将突出定位元件插入到分度凹部中，以在前缘上将金属箔保持就位，

7、(600)将树脂注射到注射模具中，以对纤维预制件进行浸渍并将金属箔附着到前缘。

8、根据本发明，金属箔被置于布置在注射模具中的预制件的前缘上，以同时对纤维预制件进行浸渍并将金属箔附着到前缘。这使得能够减少轮叶制造时间。

9、另外，根据本发明，金属箔具有至少一个分度凹部，模具包括至少一个用于定位在上部和/或下部上的突出定位元件。当将纤维预制件插入到模具中时，突出定位元件被插入到分度凹部中，从而使得金属箔能够在材料注射操作期间在前缘上附着就位。这使得能够降低在树脂注射期间金属箔移动远离前缘的风险。

10、因此，降低了供应不合格轮叶的风险。

11、本发明可以包括单独采用或彼此组合采用的以下特征中的一个或多个：

12、-突出定位元件是设置在上部或下部的内表面上的接头；

13、-接头为圆柱形或圆锥形；

14、-接头具有螺纹外表面；

15、-金属箔包括第一侧鳍以及通过中心部分连接到第一侧鳍的第二侧鳍，分度凹部设置在第一侧鳍或第二侧鳍上；

16、-在步骤(200)中，金属箔包括中心部分以及布置在中心部分的两侧上的额外部分，分度凹部位于额外部分中的一个或每个上；

17、-分度凹部是孔口或凹口；

18、-金属箔包括两个分度凹部，这两个分度凹部分别包括第一孔口以及与第一孔口相对的第二孔口，其中，上部或下部包括旨在与第一孔口配合的第一突出定位元件以及旨在与第二孔口配合的第二突出定位元件；

19、-纤维预制件包括附加分度凹部；

20、-在步骤(600)之后，所述方法包括以下步骤：(700)对轮叶进行机加工，以移除分度凹部。

21、本发明还涉及一种用于实施根据任何前述特征的制造方法的注射模具，所述注射模具至少包括：

22、-下部和上部，所述下部和上部分别呈现出轮叶的图案，并且旨在共同配合以限定出用于接纳纤维预制件和金属箔的内部容积，

23、-这些上部和下部中的至少一个包括至少一个突出定位元件，所述突出定位元件旨在与金属箔的分度凹部配合，以在前缘上将金属箔保持就位。

技术特征：

1.一种用于制造飞行器涡轮发动机(1)的轮叶(11)的方法，所述轮叶包括叶片(12)，所述方法包括以下步骤：

2.根据前一项权利要求所述的制造方法，其特征在于，所述突出定位元件(19)是设置在所述上部(17a)或所述下部(17b)的内表面上的接头。

3.根据前一项权利要求所述的制造方法，其特征在于，所述接头具有圆柱形形状或圆锥形形状。

4.根据权利要求2和/或3所述的制造方法，其特征在于，所述接头具有螺纹外表面。

5.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述金属箔(14)包括第一侧鳍(14a)以及通过中心部分(14j)连接到所述第一侧鳍(14a)的第二侧鳍(14b)，所述分度凹部(23)设置在所述第一侧鳍或第二侧鳍(14a，14b)上。

6.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，在步骤(200)中，所述金属箔(14)包括中心部分(14c)以及布置在所述中心部分(14c)的两侧上的额外部分(14d，14e)，所述分度凹部(23)位于所述额外部分(14d，14e)中的一个或每个上。

7.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述分度凹部(23)是孔口或凹口。

8.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述金属箔(14)包括两个分度凹部(23)，这两个分度凹部分别包括第一孔口以及与所述第一孔口相对的第二孔口，其中，所述上部或下部(17a，17b)包括旨在与所述第一孔口配合的第一突出定位元件(19a)以及旨在与所述第二孔口配合的第二突出定位元件(19b)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述纤维预制件(20)包括附加分度凹部(22)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，其特征在于，在步骤(600)之后，所述方法还包括下述步骤：

技术总结
本发明涉及一种用于制造轮叶(11)的方法，该方法包括以下步骤：(100)提供纤维预制件(20)；(200)提供具有细长形状且包括至少一个分度凹部(23)的金属箔(14)；(300)提供注射模具(17)，该注射模具至少包括上部和下部(17a，17b)，上部和下部(17a，17b)中的至少一个包括至少一个定位突起(19)；(400)将纤维预制件(20)布置在注射模具(17)中；(500)用金属箔(14)对纤维预制件(20)的前缘(20a)进行涂覆，并将定位突起(19)插入到分度凹部(23)中，以在前缘(20a)上将金属箔(14)保持就位；以及(600)将树脂注射到注射模具(17)中。

技术研发人员：西莉亚·伊格莱西亚斯·卡诺,多米尼克·米歇尔·瑟奇·马格纳迪克,卢卡斯·安托万·克里斯托夫·劳维克,马克思姆·玛丽·黛泽蕾·布莱斯
受保护的技术使用者：赛峰飞机发动机公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/20