阅读说明：本技术 用于制造复合板的方法 (Method for producing a composite panel ) 是由 克莱门特·罗兰 简·巴普蒂斯特·德拉鲁 简·雅克·托马斯 维亚内·胡斯 马蒂厄·普劳 阿兰 于 2019-07-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于制造复合板的方法,该复合板包括插入在两个表层之间的蜂窝中心芯体。该制造方法包括以下步骤：制造蜂窝结构元件(1),所述蜂窝结构包括插入在用于形成表层的两层结构板层(4、5)之间的蜂窝芯体结构(2),将蜂窝结构元件(1)定位在模具内,在蜂窝芯体结构(2)的任一侧上形成排出装置(7),灌注蜂窝结构元件(1)以使其浸渍有树脂,在灌注步骤期间,通过所述排出装置(7)在蜂窝结构元件(1)中进行树脂的排出,所述排出装置(7)具有被配置成确保所述排出的几何形状,以及聚合经浸渍的蜂窝结构元件以形成复合板。(The present invention relates to a method for manufacturing a composite panel comprising a honeycomb central core interposed between two skins. The manufacturing method comprises the following steps: -manufacturing a honeycomb structure element (1) comprising a honeycomb core structure (2) inserted between two structural sheet layers (4, 5) for forming a skin, -positioning the honeycomb structure element (1) within a mould, -forming evacuation means (7) on either side of the honeycomb core structure (2), -infusing the honeycomb structure element (1) so that it is impregnated with resin, -performing evacuation of resin in the honeycomb structure element (1) by said evacuation means (7) during the infusion step, said evacuation means (7) having a geometry configured to ensure said evacuation, and-polymerizing the impregnated honeycomb structure element to form a composite panel.)

用于制造复合板的方法

技术领域

本发明涉及制造包括夹在两个表层之间的蜂窝型蜂窝中心芯体的复合板。

更特别地，本发明应用于由这种复合板形成的涡轮喷气发动机机舱的推力反向器的板。

背景技术

通常，这种板类型包括至少一个空气动力面，当所使用的表层是穿有多个孔的声学表层时获得该空气动力面，所述孔使得能够在复合材料的蜂窝中心芯体的外部和内部之间流体连通，从而形成声学复合板。

这种板的制造可以通过几种解决方案来实现。

第一种解决方案在于使用一种用于包膜成型预浸渍然后蒸压的织物的方法。然而，这种解决方案需要在组装之前胶合单独制造的若干部件，以形成夹层复合结构。

另一种解决方案是使用所谓的树脂灌注技术。该技术在于通过在模板上布置不同的材料层，然后确保树脂在这些不同的层内扩散以使其聚合，从而制造复合部件。

这种技术类型特别在具有一个单个空气动力面的复合板的情况下实施，从而为了制造在所述板的任一侧上具有两个空气动力面的复合板，这涉及单独制造的多个部件的胶合。

最后，允许获得具有两个空气动力面的部件的另一种已知制造方法是液体树脂注射成型，称为RTM(树脂传递成型)。该RTM方法包括在压力下和在封闭的模具中将树脂注入到干增强预成形件中。在工具中通常产生真空以便于树脂的传递。该方法的主要特征在于，它允许获得包括两个完全校准的平滑面的部件。

然而，这种方法的实施通常导致在单元内部存在不期望的树脂。这是特别有害的，特别是当要制造的复合板用于形成声衰减板时。

实际上，这些板旨在减少涡轮喷气发动机的噪声排放，这些板通常具有夹层结构，该夹层结构包括：

-外部透气多孔表层(朝向噪声源)，被称为“阻性“或”声学“，其功能是耗散声能，

-蜂窝型单元芯体结构，以及

-由固体表层(与噪声源相对)形成的内表层，称为结构。

在这种情况下，由于中心芯体的每个单元形成亥姆霍兹共振器，所以凹坑的内部空间特别显著。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决方案，其通过显著减少制造步骤的数量，特别是通过避免将元件彼此胶合的最终步骤，同时允许以单元保持其完整性的复合板结束，从而能够简化复合板的制造。

为此，本发明涉及一种用于制造复合板的方法，该复合板包括插入在两个表层之间的蜂窝中心芯体。

根据本发明，该制造方法包括以下步骤：

-制造具有蜂窝结构的元件，该蜂窝结构包括插入在用于形成表层的两层结构板层之间的蜂窝芯体结构，

-将具有蜂窝结构的元件定位在模具内，

-在蜂窝芯体结构的任一侧上形成排出装置，

-灌注具有蜂窝结构的元件以使其浸渍有树脂，

-在灌注步骤期间，通过排出装置在具有蜂窝结构的元件中进行树脂的排出，所述排出装置具有被配置成确保排出的几何形状，以及

-使经浸渍具有蜂窝结构的元件聚合以形成复合板。

通过“插入在两层结构板层之间”，应当理解，蜂窝芯体结构布置在两层结构板层之间，诸如粘合膜的元件可以布置在蜂窝芯体结构和结构板层之间。

因此，在树脂浸渍之后，该组将配合在一起以仅形成一个单独的夹层部件。

“结构板层”可以由例如碳制成的纤维增强层(UD或织物)彼此堆叠构成，在通过所谓的LCM(液体复合模制)方法浸渍树脂之后，用于赋予所需的机械强度，以承受施加在这些结构板层所属的部件上的力。

根据一个可能的实施例，通过稳定方法获得排出装置，以沿着具有蜂窝结构的元件的每个面形成波纹。

制造方法则包括：

-在制造具有蜂窝结构的元件的步骤之前制造紧密蜂窝芯体结构的初步步骤，所述初步步骤包括将第一稳定层定位在蜂窝芯体结构的第一面上的步骤和将第二稳定层定位在蜂窝芯体结构的第二面上的步骤，

-该排放装置在初步聚合步骤中获得，在初步聚合步骤中，稳定层变形以沿着具有蜂窝结构的元件的每个面形成波纹。

优选地，在制造紧密的蜂窝芯体结构的初步步骤期间，两个稳定层被胶合在蜂窝芯体结构的外围边缘上。

根据另一个实施例，制造方法包括在制造具有蜂窝结构的元件的步骤之前制造预成形蜂窝芯体结构的初步步骤，该蜂窝芯体结构包括：

-将第一可变形元件定位在模具上的步骤，

-将第一稳定层定位在第一可变形元件上的步骤，

-将蜂窝芯体结构的第一面定位在第一稳定层上的步骤，

-将第二稳定层定位在蜂窝芯体结构的第二面上的步骤，

-将第二可变形元件定位在所述第二稳定层上的步骤，所述第一预成形元件和所述第二预成形元件中的每一个包括旨在与相应的稳定层接触的波纹面，

-将相对模具定位在第二可变形元件上的步骤，

-真空烘烤步骤，产生预成形的蜂窝芯体结构，该蜂窝芯体结构包括在形成排水装置的这两个面上的波纹，

-该预成形的蜂窝芯体结构用于制造具有蜂窝结构的元件的步骤中。

有利地，蜂窝芯体结构包括多个单元，每个单元与每个稳定层的一个波纹相关联。每个波纹由稳定层的朝向单元内部向内弯曲的区域形成。

根据另一实施例，制造具有蜂窝结构的元件的步骤包括在制造具有蜂窝结构的元件的步骤之前形成两个预成形的结构板层的子步骤，以获得两个预成形的结构板层，每个结构板层具有旨在与蜂窝芯体结构的面相对定位以形成排出装置的压印或波纹表面。

优选地，形成两个预成形的结构板层的子步骤包括将冲压栅格或冲模定位在模具上的步骤、将结构板层的层定位在冲压栅格或冲模上的步骤、用相对模具进行覆盖的步骤以及形成预成形的结构板层的压缩步骤。

根据另一实施例，用于制造复合板的方法包括将若干额外纤维层定位在蜂窝芯体结构与每个结构板层之间的步骤。布置额外纤维层以在其间形成间隙。间隙形成排出装置。

根据另一实施例，用于制造复合板的方法包括在制造具有蜂窝结构的元件的步骤之前在蜂窝芯体结构的每个面上形成沟槽的步骤。沟槽形成排出装置。

因此，本发明提供了一种方法，该方法通过显著减少制造步骤的数量，特别是通过避免将元件胶合在一起的最终步骤，同时允许以单元保持其完整性的复合板结束，从而能够简化复合板的制造。这些单元没有被树脂密封。

排水装置与复合板成一体。它们在制造过程中形成和使用，然后保留在最终产品上，而不使复合板的声学和结构性能劣化。

由于在该组上应用第二模具部分或相对模具而获得表面质量。

这也降低了由于不同的烘烤过程而使表层具有不同表面的风险，因为制造方法仅包括一个单一的烘烤过程。

此外，使用更少的产品，从而减少了环境影响。

在聚合中消耗较少的能量。

根据另一方面，本发明涉及一种复合板，其包括插入在通过如前所述的制造方法获得的两个表层之间的蜂窝芯体结构。在该方法中形成的排放装置被集成到复合板中。

本发明还涉及具有蜂窝结构的元件，其旨在在聚合步骤之前用树脂灌注以获得包括插入在两个表层之间的蜂窝中心芯体的复合板。

具有蜂窝结构的元件包括布置在用于形成表层的两层结构板层之间的蜂窝芯体结构。

根据本发明，具有蜂窝结构的元件包括排出装置，以在灌注期间分配树脂。排出装置具有的几何形状被配置成确保在灌注期间排出具有蜂窝结构的元件中的树脂。

附图说明

通过阅读以下描述，本发明的其它特征和优点将变得显而易见，以下描述仅作为示例，并参考附图，附图示出了：

图1是在涉及稳定方法的根据本发明的实施例的制造复合板的步骤期间的具有蜂窝结构的元件；

图2是根据本发明的另一实施例的在制造预成形的蜂窝芯体结构的步骤期间的蜂窝芯体结构；

图3是在形成结构板层的两个预成形层的子步骤期间的结构板层的俯视图；

图4是这些结构板层的剖面图；

图5是在使用这两个预成形的结构板层制造根据本发明的复合板的步骤期间的具有蜂窝结构的元件；

图6是在使用额外纤维层制造根据本发明的另一实施例的复合板的步骤期间的具有蜂窝结构的元件；

图7是在这些面的每一个上形成沟槽的步骤之后的蜂窝芯体结构；

图8是用这些沟槽获得的蜂窝芯体结构；

图9是在制造根据本发明的另一实施例的复合板的步骤期间，包括这些沟槽的蜂窝芯体结构。

具体实施方式

在所有这些附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件或部件组。

图1示出了根据本发明的实施例的用于制造复合板的方法，该复合板包括插入在两个表层之间的蜂窝中心芯体。

该制造方法包括制造具有蜂窝结构的元件1的步骤，该蜂窝结构包括插入在两层结构板层4、5之间的蜂窝芯体结构2，所述结构板层用于形成复合材料的表层。

具有蜂窝结构的元件1是在该制造步骤中使用的中间产品。

中间产品的蜂窝芯体结构2和最终产品(复合板)的蜂窝中心芯体包括形成例如可以成形为蜂窝状的单元13或空腔的蜂窝壁3的网络。

复合板可以没有任何空气动力面。

优选地，它包括一个或两个空气动力面。

表层在复合材料的蜂窝中心芯体的任一侧上彼此相对地定位，以形成空气动力面。

使用具有多个孔的穿孔空气动力表层或声学表层，所述孔使得能够在复合材料的蜂窝中心芯体的外部和内部之间实现流体连通，形成声学复合材料板，其可用作涡轮喷气发动机机舱的推力反向器的翻板或板。

该制造方法包括将具有蜂窝结构的元件1定位在包括第一模具部分15和第二模具部分16的模具中的步骤。

该制造方法包括在蜂窝芯体结构2的任一侧上形成排出装置7的步骤和灌注具有蜂窝结构的元件1以便用树脂浸渍元件的步骤。

该制造方法包括在灌注步骤期间通过具有蜂窝结构的元件1中的排出装置7进行树脂排出的步骤。排出装置7具有的几何形状被配置成确保树脂排出并浸渍具有蜂窝结构的元件1。

制造方法包括使经浸渍的具有蜂窝结构的元件聚合以形成复合板的步骤。

树脂和板的部件承受高于160℃的实施温度。

获得了具有集成的排出装置7的复合部件，也就是说，该部件是复合材料的最终结构的一部分，并且其聚合已经在一个单一步骤中完成。

上述步骤的顺序不是限制性的，并且可以不同。

根据图1所示的优选实施例，通过稳定(或形状稳定)方法获得排出装置7，以沿着具有蜂窝结构的元件1的每个面10、11形成波纹12。

在稳定过程中，波纹可通过蜂窝芯体的内部和外部之间的压力差获得，并在初步聚合步骤中固定。

更具体地，用于制造复合板的方法包括在制造具有蜂窝结构的元件1的步骤之前制造紧密的蜂窝芯体结构的初步步骤，该步骤包括将第一稳定层8定位在蜂窝芯体结构2的第一面10上的步骤和将第二稳定层9定位在蜂窝芯体结构2的第二面11上的步骤。

优选地，在制造紧密的蜂窝芯体结构2的初步步骤期间，两个稳定层8、9用粘合剂胶合在蜂窝芯体结构2的外围边缘上。

紧密的蜂窝芯体结构2是中间产品，其随后用于制造复合板。

第一干结构板层4包膜成型在第一模具部分15上。

可选地，第一玻璃织物17可以定位在第一结构板层4上。

紧密蜂窝芯体结构2定位在第一玻璃织物17上。

可选地，第二玻璃织物18可以定位在紧密蜂窝芯体结构2上。

第二干结构板层5包膜成型在第二玻璃织物18上。

获得具有蜂窝结构1的元件，其包括插入在两层结构板层4、5之间的蜂窝芯体结构2，其覆盖有第二模具部分16。

然后，应用灌注和聚合步骤。

排出装置7在聚合步骤期间形成，在聚合步骤期间，稳定层8、9变形以沿着具有蜂窝结构的元件1的每个面10、11形成波纹12。

蜂窝芯体结构2包括多个单元13，每个单元与稳定层8、9中的每一个的一个波纹12相关联。

每个波纹12由稳定层8、9的朝向单元13内部弯曲的的区域14形成。这些波纹12形成排出沟槽，从而允许在灌注过程中排出树脂。

根据图2中所示的另一实施例，用于制造复合板的方法包括在制造具有蜂窝结构的元件1的步骤之前制造预成形的蜂窝芯体结构2的初步步骤，包括：

-将第一可变形元件19定位在模具23上的步骤，

-将第一稳定层8定位在第一可变形元件19上的步骤，

-将蜂窝芯体结构2的第一面10定位在第一稳定层8上的步骤，

-将第二稳定层9定位在蜂窝芯体结构2的第二面11上的步骤，

-将第二可变形元件20定位在第二稳定层9上的步骤，第一和第二可变形元件19、20中的每一个包括旨在与相应的稳定层8、9接触的波纹面21、22，

-将相对模具24定位在第二可变形元件20上的步骤，

-真空烘烤步骤，产生预成形的蜂窝芯体结构2，其包括在形成排出装置7的这两个面10、11上的波纹12。

第一可变形元件19与蜂窝芯体结构2的第一面10相符合，并且第二可变形元件20与蜂窝芯体结构2的第二面11相符合。

第一和第二可变形元件19、20由形状模板(例如，织物垫(例如“换气”层)或硅树脂垫(例如，DAM层))组成。

优选地，在第一和第二可变形元件19、20上执行正常的剪切。

根据稳定层8、9的已知周期，在真空下烘烤该组。

所获得的蜂窝芯体结构2包括多个单元13，每个单元与稳定层8、9中的每一个的一个波纹12相关联。

每个波纹12由稳定层8、9的已经紧密的，朝向单元13内部弯曲的区域14形成。这些波纹12形成排出沟槽，从而允许在灌注过程中排出树脂。

预成形的蜂窝芯体结构2是中间产品，其随后在制造具有蜂窝结构1的元件的步骤中使用。

在制造具有蜂窝结构的元件1期间，第一结构板层4定位在第一模具部分15上。

然后，将预成形的蜂窝芯体结构2定位在第一结构板层4上。蜂窝芯体结构2搁置在其第一面10上。

第二结构板层5位于蜂窝芯体结构2的第二面11上。

然后，将第二模具部分16定位在第二结构板层5的顶部上以闭合模具。

然后，在真空和高温下，优选在高于160℃下进行树脂灌注和聚合步骤。

根据图3至图5中所示的另一实施例，制造具有蜂窝结构的元件1的步骤包括在制造具有蜂窝结构的元件1的步骤之前形成两个预成形的结构板层4a、5a的子步骤。

两个预成形的结构板层4a、5a中的每一个都具有压花或波纹表面25、26，用于与蜂窝芯体结构2的一个面10、11相对定位以形成排出装置7。

更具体地，在形成两个预成形的结构板层4a、5a中的每一个的子步骤期间，冲压栅格或冲模27在模具28上设置就位，如图3和4所示。

冲压栅格或冲模27是非粘性的(例如由特氟隆制成)，并且包括例如5×5mm网格的栅格。

结构板层4、5中的每一层定位在相应的冲压栅格或冲模27上，并且例如可由若干粉末碳膜形成。

相对模具覆盖结构板层4、5。

结构板层4、5中的每一层被压紧以获得预成形，因此获得具有带排出沟槽29的压花或波纹表面25、26的预成形的结构板层4a、5a。

然后，移除冲压栅格或冲模27。

如图5所示，在具有蜂窝结构的元件1的制造过程中，第一预成形的结构板层4a定位在第一模具部分15上。

然后，将蜂窝芯体结构2定位在第一预成形的结构板层4a上。蜂窝芯体结构2搁置在其第一面10上。

第二预成形的结构板层5a定位在蜂窝芯体结构2的第二面11上。

然后，将第二模具部分16定位在第二预成形的结构板层5a的顶部上以闭合模具。

玻璃织物30可以位于每一个预成形的结构板层4a、5a和蜂窝芯体结构2之间。

然后，在真空和高温下，优选在高于160℃下进行树脂灌注和聚合步骤。

根据图6所示的另一实施例，制造具有蜂窝结构的元件1的步骤包括将若干额外纤维层31、33定位在蜂窝芯体结构2与每个结构板层4、5层之间的步骤。

额外纤维层31、33被布置成在其间形成排出空隙32或沟槽，从而形成排出装置7。

更具体地，在制造具有蜂窝结构的元件1期间，第一结构板层4定位在第一模具部分15上。

第一额外纤维层31包膜成型在蜂窝芯体结构2和第一结构板层4之间。

额外纤维被布置成在这些纤维之间形成空隙32或间隙。

然后，将蜂窝芯体结构2定位在第一额外纤维层31上。蜂窝芯体结构2搁置在其第一面10上。

第二额外纤维层33包膜成型在蜂窝芯体结构2的第二面11上。

额外纤维被布置成在这些纤维之间形成空隙32或间隙。

第二结构板层5定位在第二额外纤维层33上。

然后，将第二模具部分16定位在第二结构板层5的顶部上以闭合模具。

玻璃织物30可以位于每个额外纤维层31、33和蜂窝芯体结构2之间。

然后，在真空和高温(优选高于160℃)下进行树脂灌注和聚合步骤。

由额外纤维层31、33形成的几何形状被配置成确保在灌注期间树脂的排出。

根据图7中所示的另一实施例，制造具有蜂窝结构的元件1的步骤包括在制造具有蜂窝结构1的元件的步骤之前在蜂窝芯体结构2的面10、11中的每个上形成沟槽34的步骤。

沟槽34形成排出装置7。

在形成沟槽34的这个步骤中，密封层37(例如由粘合剂、玻璃、碳层或其它组成)被胶合在蜂窝芯体结构2的面10、11上，如图8所示。

这些密封层37可以由待分层的织物38保护。

将相对模具定位并压在聚合的组上，以密封蜂窝芯体结构2并将蜂窝芯体结构2上的不同层粘结在一起。

沟槽34可以通过在灌注方向上机加工规则的凹槽而制成。开槽也可由网格构成。在聚合后进行开槽。

可替代地，沟槽34可通过对碳、玻璃纤维或其它间隔开的材料进行包膜成型来制成，以获得沟槽。因此，聚合在纤维设置之后发生。

可替代地，沟槽34可以通过在织物上和相对模具下方安装冲头(例如特氟隆格栅)来制成。聚合在冲头装配之后发生。

然后，将待分层的织物移除。

图8表示具有沟槽34的所得到的蜂窝芯体结构2。

因此，蜂窝芯体结构2包括两个带槽的外表面39、40。

如图9所示，在制造具有蜂窝结构的元件1期间，第一结构板层4定位在第一模具部分15上。

然后，将带槽的蜂窝芯体结构2定位在第一结构板层4上。带槽的蜂窝芯体结构2搁置在其第一带槽外表面39上。

第二结构板层5定位在蜂窝芯体结构2的第二带槽外表面40上。

然后，将第二模具部分16定位在第二结构板层5的顶部上以闭合模具。

可选地，玻璃纤维织物层41可以位于结构板层4、5中的每一层与带槽的蜂窝芯体结构2之间。

然后，在真空和高温下进行树脂灌注和聚合步骤。

因此，树脂通过沟槽34排出。

本发明在前述中作为示例进行了描述。当然，本领域技术人员能够在不脱离本发明的范围的情况下实现本发明的不同变型。