用于增加使用寿命的复合构造制造技术

本发明专利技术公开一种具有夹心型构造的复合板(1)，所述板包括两个对置的外层(10)及位于两个外层之间的泡沫材料层(35)，在该板中，外层(10)借助于间隔物(20)相互连接，并且间隔物(20)借助于固化的塑料连接到外层(10)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增加使用寿命的复合构造
本专利技术涉及一种具有夹心型构造的复合构造及其制造方法。
技术介绍
特别地，复合构造被认为可以用作飞机构造中的地板。因此，在现代的大容量民用飞机中，地板是基于蜂窝结构(涂覆酚的芳族聚酰胺纸)的芯复合构造。这些蜂窝在每侧设置有由玻璃和/或碳纤维制成的薄面板。对于重量有限的构造，通过预浸料块/芯填充材料来优化地板的具有局部载荷引入的区域和/或边缘区域。填充材料是高填充的环氧树脂。该材料被压入打开的蜂窝小孔(cells)中，然后与面板一起固化。尽管该程序可以提供额外的局部加固，但它也导致附加的制造步骤以及相当大的附加重量。附着点(底板<＝>地板格栅)通过由金属/复合材料(托朗，torlon)制成的插入物产生，或者还通过玻璃插入物部件或预浸料塞(称为玻璃塞)产生。前者(插入物)在复合材料完成之后被结合，并且可选地设置有螺纹。后者(预浸料塞)在固化的纤维复合层压件上切下，并且在施加面板之前被插入和/或结合在蜂窝中。在复合材料完成后，可以在插入物部件中制作孔。如果没有额外地结合不同等级的蜂窝(密度、小孔宽度和纸不同)以形成整体(拼接)，在选择蜂窝时，应选择满足x、y和z方向上所需的机械性质的蜂窝密度。因此，应认为待加工的蜂窝代表了机械性质与最佳重量之间的折中。由于额外的动态载荷，板的可能的局部损伤可能会增大，这样随时间可能导致平面损伤的形成，其相当于一般的结构损耗。如果地板被看作支撑结构的一部分，因此其有助于整个飞机结构的稳定性，因此这种类型的结构损耗仅在有限的程度上能够被容许。此外，其仅在有限的程度上对乘客的舒适性有利，因为增加的损伤导致“柔软的”感觉。这样的板也称为“海绵板”(“spongypanels”)。在定期检查整个飞机的期间，还将地毯地板从乘客区移走。地毯地板借助于特殊的双面胶带或分散粘合剂直接粘合到地板上。在移走地毯时，覆盖外皮(也称为地板的外层)的附接物在蜂窝处也强烈地承受载荷。出现的拉伸力或剥离力甚至可能造成附着失败，这样导致板中结构的损失。这种作用甚至变得更大，可用于附着的树脂越少。由于刚度和重量的原因，地板越来越多地设置有碳基复合覆盖外皮。由于成本和重量原因造成的树脂的减少导致形成覆盖外皮的多孔结构。另外，在这种情况下通过下述事实提供支撑：当按压板时，只有蜂窝状网及位于其上的覆盖外皮区域“看到”全部压力。在小孔区域中，只有减少的压力作用在覆盖外皮上。由于在机舱空间中产生的压缩，可以在地板结构(座椅轨道)的Al网格和C纤维之间形成电桥(galvanicbridge)。损伤的地板支撑件的承载能力减小。由于上面已经提到的原因，优选借助于预浸料树脂将结合的插入物部件(例如，特别是预浸料塞和/或块)连接到覆盖外皮上。在使用期间，覆盖外皮可能在该区域出现分离，这相当于地板与地板格栅的附着作用不再足够，这样可能导致承载能力减小。由于对重量优化的持续需求，在蜂窝上另外需要更薄的覆盖外皮。以前用于蜂窝和覆盖外皮之间的连接的粘合膜已经由于重量的原因被预浸渍料中的增加的树脂量取代了。未固化的外皮在按压中被结合到芯结构上。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改进的复合结构，其在低重量下具有高的强度和刚度，并且具有长的使用寿命。该目的通过权利要求1的特征及相应的方法实现。有利的实施方式可以在从属权利要求中找到。复合构造，例如，特别是具有夹心型构造的复合板，优选包括相互平行对置的两个外层。在这种情况下，泡沫材料至少在一些区域中完全填充外层之间的空间。外层借助于间隔物相互连接，并且间隔物借助于固化的塑料材料连接到外层。因此，蜂窝型中间层可以被替代。代替外层上的蜂窝粘合剂线，在每种情况下都存在单独的粘合剂点。因此，阻止了在粘合剂线情况下经常发生的裂纹生长。由于泡沫材料优选是硬质的闭孔(closed-cell)泡沫，因此环境条件(氧、水分)以减小的程度并且优选以局部受限的方式到达复合构造的内部，并且阻止了对应的氧化和老化问题。借助于间隔物元件的不同组合及其特定的定向，可以实现区域与区域之间不同的刚度和强度。因此，可以在载荷较低的地方节省材料和重量。间隔物在外层之间的区域中优选是杆状的。这不排除间隔物包括与外层相邻的成角度的部分或弯曲结构的情况。然而，在中间区域中，所述间隔物优选是直的，因为它们可以因此充分吸收拉伸力或压缩力。特别地，杆可以理解为优选具有恒定的剖面的元件。特别地，最大直径与最小直径的比率小于2。间隔物可以是圆形的或有角度的。可能的弯曲被间隔物周围的泡沫延迟。有利地，间隔物在外层之间的区域主要是直的或不弯的。以这种方式，可以充分吸收拉伸力和压缩力。优选地，根据预定的规则对各个间隔物定向。因此，可以预先确定与定位机器的所需的距离。因此，优选地，间隔物不随机分布和/或定向。因此，首先可以根据载荷借助于更大的间隔物密度实现局部变化的强度和/或刚度，和/或其次借助于间隔物的局部定向实现对强度和/或刚度的局部控制调整。在有利的实施方式中，外层至少部分地被间隔物刺入。以这种方式，实现了外层与间隔物的良好连接。可替代地或另外，间隔物可以至少部分地包括尖端。特别地，至少20％、优选至少50％、最优选几乎全部间隔物都包括尖端。尖端可以将间隔物以相对于间隔物的剖面60°～85°的角度定尺剪切。这样产生下述优点：外层和泡沫因此都可以在间隔物不弯曲的情况下被更好地刺穿。在间隔物(下面所述的)靠在外层的内面上的情况下，这通过减小的剖面而增加的柔性变得更为方便。优选地，至少在一些区域中间隔物的密度大于每平方厘米三个间隔物，特别是大于每平方厘米十个间隔物。以这种方式，提供充分的稳定性。在复合构造的特别是用于固定该复合构造的部分中或位于复合构造的边缘处的部分中，间隔物的密度也可以大于远离该部分的复合构造的部分的密度。上述固定区域或边缘处的密度的增加优选相对于剩余分布密度为至少50％。特别地，在一些区域中，至少50％、优选至少80％的间隔物在外层之间定向，使得其与外层正交线的角度偏差大于15°，所述区域优选为远离复合构造的用于固定复合构造的部分。优选地，仅在一些区域中，中间区域中也没有间隔物与外层的平面平行地定向。几乎所有间隔物都优选与两个外层都接触。有利地，为间隔物限定有限数量的优选定向，并且在每种情况下，间隔物以这些定向中的一种定向。这对于复合板装载间隔物是有利的。因此，在一种处理工具中，在每种情况下，可以容易地预定一种或多种定向。这种设置还简化了确定各个方位的强度。如果复合构造至少在复合构造的用于固定复合构造的一个部分上包括插入物部件或桥接外层空间的相当的填料物质，则至少一个间隔物至少部分地刺入插入物部件或填料物质也是有利的。合适的填料物质是接着进行可选的填充或固化处理后适合吸收压缩力的任何物质。由于间隔物又连接到外层，因此借助于刺入可以改善插入物部件与外层的连接。在对应的用于制造复合构造的方法中，首先制造包括两个外层以及位于两个外层之间的泡沫层的中间产品；通过刺入至少一个外层，将间隔物引入位于外层之间的区域；随后，使位于外层或间隔物中的或引入其中的塑料材料固化。可替代地，在用于制造复合构造的方法中，将多个间隔物的大部分引入泡沫层，并且通过使用外层产生夹心组件，并将间隔物从内部推入外层，或将间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合构造，例如特别是具有夹心型构造的复合板(1)，其包括：两个外层(10)，其优选为相互平行对置的两个外层(10)；泡沫材料(35)，其至少在一些区域中完全填充外层(10)之间的空间，其特征在于，外层(10)借助于间隔物(20‑25)相互连接，并且间隔物(20‑23)借助于固化的塑料材料连接到外层(10)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.31 DE 102014015976.01.一种复合构造，例如特别是具有夹心型构造的复合板(1)，其包括：两个外层(10)，其优选为相互平行对置的两个外层(10)；泡沫材料(35)，其至少在一些区域中完全填充外层(10)之间的空间，其特征在于，外层(10)借助于间隔物(20-25)相互连接，并且间隔物(20-23)借助于固化的塑料材料连接到外层(10)。2.根据权利要求1所述的复合构造(1)，其特征在于，在外层(10)之间的区域(30)中的间隔物(20-25)为杆状，并且特别地以大体上不弯曲的方式桥接外层(20-25)之间的空间。3.根据前述权利要求中任一项所述的复合构造(1)，其特征在于，各个间隔物(20-25)的位置和/或定向根据预定的规则确定。4.根据前述权利要求中任一项所述的复合构造(1)，其特征在于，外层(10)至少部分地被间隔物(20-25)刺入。5.根据前述权利要求中任一项所述的复合构造(1)，其特征在于，间隔物(20-25)至少部分地包括尖端(22)。6.根据前述权利要求中任一项所述的复合构造，其特征在于，间隔物(20-25)至少在一些区域中的密度大于每平方厘米三个间隔物，并且优选地，在一些区域中大于每平方厘米十个间隔物。7.根据前述权利要求中任一项所述的复合构造(1)，其特征在于，至少在复合构造(1)的特别是用于固定复合构造(1)的一个部分(5)中和/或位于复合构造的边缘(6)处的一个部分(5)中，间隔物(20-25)的密度大于复合构造(1)的与其远离的部分(5)的密度。8.根据前述权利要求中任一项所述的复合构造(1)，其特征在于，在一些区域中，至少50％、优选至少80％的间隔物(20-25)在外层(10)之间定向，使得其...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷戈尔·克里斯蒂安·恩德雷斯，汉斯于尔根·韦伯，克劳斯·朔特，
申请(专利权)人：空中客车运营有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE