根据本发明专利技术的用于制造具有至少一个带有吸收微波（３）的纤维加强的复合材料（４）的层（２）的部件（１）的方法至少包括以下步骤：ａ）布置至少一个带有外形（５）的层（２）；ｂ）利用微波（３）处理该至少一个层（２）的第一表面区段（６），其中，用于限制该至少一个层（２）的温度的器件至少暂时地与至少一个相邻的第二表面区段（７）共同作用。尤其地，同样如此执行该方法，即，对多个部件（１，１１）执行步骤ａ）和ｂ），并且至少根据以下步骤进一步处理该部件（１，１１）：ｃ）如此使多个部件（１，１１）彼此定位，即，相应地第二表面区段（７）至少部分地形成至少一个重叠区域（１２），ｄ）利用微波（３）处理该至少一个重叠区域（１２）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制造具有至少一个带有吸收微波的纤维加强的复合材料的 层的部件(Bauteil)的方法。本专利技术尤其应用于制造飞机的机身和/或外流动面的结构性 构件(Komponente)。
技术介绍
在致力于提供符合未来的生态要求的、且可成本适宜地制造和运行的飞机但满足 严格的安全要求的方面，越来越多地寻求这样的可能性，即，不再由铝而是由纤维加强的 复合材料制造必要的主要结构(Primarstruktur)(例如，机翼、机身构件、驱动机组的罩壳 等)。尤其地，利用该轻型结构技术可显著地减小飞机的重量。在制造这种必要的主要结构 时需要注意的是，该主要结构呈现相当大的规模，例如着陆襟翼部件，其在数米之上延伸。 此外，在运行中这些部件遭受高负载，并且由此为安全方面危险的部件，在这些部件中，必 须尤其遵守质量要求。通常，这种纤维加强的复合材料包括两种基本组分，S卩，一方面为纤维以及另一方 面为围绕该纤维的聚合体基质(Polymermatrix)。该基质包围纤维并且通过热处理使该基 质硬化(聚合)，从而实现三维的交联(Vernetzimg)。利用该聚合实现，使纤维固定地相 互连接，并且因此可将力引入到纤维中，即，主要通过剪应力。除了碳纤维外，如有可能同 样考虑玻璃纤维作为纤维。当前仍然相对昂贵的碳纤维按重量计算通常至少90%由碳组 成。纤维直径例如为4.5至8μπι(微米)。这种碳纤维的特性为各向异性的。与此相反， 玻璃纤维具有无定形(amorphe)结构并且具有各向同性的特性。玻璃纤维主要由氧化硅 (Siliciumoxid)组成，其中，如有可能可混合有其它氧化物。虽然玻璃纤维相对便宜，但是 碳纤维由其高的强度和刚性而出众。尤其在飞机制造中采用所谓的预浸处理技术(Pr印reg-Technik)。在该工艺中， 例如将预浸渍的织物或其它纤维形态(Faserform)(预成型件)浸泡在人造树脂中，并且对 其进行热处理仅仅至轻度的硬化(凝胶化)，以使得可以层的方式对其进行加工。这种预 浸处理材料表现出一定的粘性，并且由此可良好地布置在相应的成型模具中或逐层地重叠 布置，直至构造成期望的部件形状。如果已布置期望的预浸处理材料的层，则可(以热的方 式)将其硬化。为了硬化该预浸处理部件，目前应用所谓的高压釜(Autoklave)，S卩，烘炉， 如有可能必须利用超压(直至IObar)在数小时之上加热该烘炉，以使得部件实现完全硬 化。此外，从文件DE 10 2005 050 528 Al中已知一种微波高压釜，利用该微波高压 釜提出借助于微波辐射制造纤维复合部件。在该文件中提出的装置使以下成为可能，即， 使微波辐射耦合到高压釜的压缩室中。在利用微波激励预浸处理材料时优点在于，不必加 热位于高压釜中的空气或位于高压釜中的保护气体，由于部件的尺寸该保护气体具有相当 大的体积。通过使用微波工艺待硬化的材料自身可直接升温，相应地剩余环境区域保持相对较冷。在利用微波加热预浸处理材料时，可根据应用的材料应用以下作用机理电介质 (dielektrisch)加热和电阻加热。长链的烃分子(例如在环氧树脂中)为偶极子(Dipol) (即，具有不规则的电荷分布)，并且在由微波产生的电磁场中被激励成以高频振动。然后， 该偶极子的动能通过内摩擦转化成热，该热直接在材料中产生(电介质加热)。此外，同样 可能的是，通过感应产生涡流，以使得材料的电的阻抗最终引起温度升高(电阻加热)。由 此，例如可将材料加热到温度高于130°C或甚至高于160°C，通常在该温度时在预浸处理材 料中开始(einsetzen)聚合或硬化。从文件DE 103 29 411 Al中所描述的微波共振器同样适合于执行这种热处理。该 微波共振器一般不在超压的情况下运行。但是，如有可能，该微波共振器还可结合到压力容 器(高压釜)中。在用于这种大型部件(如其应用在飞机制造中)的硬化过程中有问题的是，这些 构件的如有可能较复杂的几何结构需要这种纤维加强的复合材料的附加的接合过程。为此 通常地，在应用粘结剂情况下将硬化的部件以接合技术的方式相互连接。如有可能，为此对 硬化的部件进行表面处理，例如磨光和/或清洁。之后，可能将增粘剂施加到处理过的表面 上。随后施覆粘合剂，利用该粘合剂然后可将待相互连接的部件固定。不仅该方法使得必须 对大型部件进行繁琐的加工，此外，部件的预处理以及接合过程本身必须非常精确地实施， 因为在此误差重复地导致部件削弱，这尤其在飞机制造中不应接受。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的为，至少部分地解决参考现有技术所描述的问题。尤其地应 给出这样的方法，利用该方法可实现成本适宜地、以可变化的方式且以在整个截面上带有 均勻的部件性能的方式制造飞机部件。该目的利用根据权利要求1的特征的方法实现。在撰写的从属权利要求中给出其 它有利的设计方案和应用领域。需指出的是，在撰写的从属权利要求中给出的特征可以技 术上合理的方式任意地相互组合，并且指出本专利技术的其它设计方案。尤其地，与附图相结合 的描述列举出本专利技术的其它实施方案。根据本专利技术的用于制造具有至少一个带有吸收微波的纤维加强的复合材料的层 的部件的方法包括至少以下步骤a)布置至少一个带有外形的层；b)利用微波处理该至少一个层的第一表面区段，其中，用于该至少一个层的温度 限制的器件(Mittel)至少暂时地与至少一个相邻的第二表面区段共同作用。在此应用的纤维加强的复合材料可吸收微波。由此尤其表示，可利用微波辐射加 热该复合材料，即，该复合材料适合用于电介质加热和/或电阻加热。纤维加强的复合材料尤其为碳纤维加强的复合材料。优选地，该碳纤维实施成在 初始状态中无端部的(endlos)长纤维，并且这些长纤维逐层地、以纤维纵向的不同的取向 布置在部件中。尤其地，下者之一可考虑作为树脂环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂 或聚酯树脂。为了制造部件现在可应用这种层，但是同样可能的是，至少局部地重叠地安置多 个这种层，以使得如有可能可产生部件的变化的厚度。尤其地，在此一个“层”代表一个预4浸处理材料的层。现在根据步骤a)以期望的外形布置层。如果涉及平面型(flachig)部件，则如有可 能可以平整的(eben)外形布置层。对于期望为弯曲的外形的情况，则可将层以相应的方式 布置并固定。因此，尤其地，这样的外形(即，在步骤a)中以该外形布置层)基本上涉及期 望的部件的最终形状。在步骤b)中现在提出利用微波局部限制地处理第一表面区段。为了该目的可能 的是，利用微波辐射整个部件，但是，如有可能同样可在第一表面区段或附近周围的区域中 进行集中的微波处理。尤其地，在此，为了可靠地引起复合材料的聚合，借助于已提到的加 热，温度可达到至少80°C、至少130°C以上或甚至160°C以上。现在在第一表面区段附近设置有用于限制该至少一个层的温度的器件。该器件在 整个微波处理的过程中可为有效的，但是，这不是必须的。该用于温度限制的器件如此与相 邻的第二表面区段共同作用，即，在该处使温度不超过50°C。最终这导致，在执行步骤b)之后，相比于在第二表面区段中，在第一表面区段的 区域中可确定在纤维加强的复合材料方面明显更高的交联度。交联度为这样的参数，即，其 描述了在所考本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于制造具有至少一个带有吸收微波（３）的纤维加强的复合材料（４）的层（２）的部件（１）的方法，所述方法至少包括以下步骤：ａ）布置至少一个带有外形（５）的层（２）；ｂ）利用微波（３）处理所述至少一个层（２）的第一表面区段（６），其中，用于限制所述至少一个层（２）的温度的器件至少暂时地与至少一个相邻的第二表面区段（７）共同作用。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE102008029056.42008年6月18日1.一种用于制造具有至少一个带有吸收微波( 的纤维加强的复合材料(4)的层(2) 的部件(1)的方法，所述方法至少包括以下步骤a)布置至少一个带有外形(5)的层O)；b)利用微波C3)处理所述至少一个层O)的第一表面区段(6)，其中，用于限制所述至 少一个层O)的温度的器件至少暂时地与至少一个相邻的第二表面区段(7)共同作用。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤b)中作为用于温度限制的器件使 至少一个散热元件(8)与所述第二表面区段(7)接触。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤b)中作为用于温度限制的器 件使至少一种冷却流体(9)与所述第二表面区段(7)接触。4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤b)中作为用于温度限 制的器件将至少一个微波屏蔽件...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·A·马伦戈，
申请(专利权)人：GKN航天服务有限公司，
类型：发明
国别省市：GB
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