制造塑料复合制品制造技术

根据本发明专利技术的一个方面，提供了一种制造产品的方法，其具有以下方法步骤：-提供第一(1)和第二(2)产品部件，各自包含纤维结构；-相对于彼此并且贴着支撑物(15)布置所述第一(1)和第二(2)产品部件；-提供包含热塑性材料的连接元件(11)；-按压所述连接元件(11)贴住产品部件(1、2)，从而在连接元件(11)和支撑物(15)之间压紧半制成的部件，以及用能量冲击连接元件(11)，从而使连接元件(11)的热塑性材料变得可流动，以及使连接元件(11)被压入产品部件(1、2)中；以及-使热塑性材料重新固化，从而将所述第一(1)和第二(2)产品部件相互连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】制造塑料复合制品专利
本专利技术属于纺织品领域以及纤维增强复合材料领域。本专利技术尤其涉及连接两个纤维产品部件而将它们制造成产品，以及涉及用于复合材料制品的成型工艺的纤维预型件。专利技术背景在具有纤维增强，特别是连续纤维的纤维增强的复合材料的制品成型时，经常制备纤维增强的预型件(半制成的纤维产品)，然后加入浸渍半成品的聚合物基体。半制成的纤维产品可以是纤维织物(织造的(woven)、针织的、编织的、缝纫的)、纤维缠结、纤维垫、单向取向纤维的层或纤维集合的其它结构的形式。对于某些应用，半制成的纤维产品可以是预浸渍的，而保留其纺织或纤维特性。对于成型工艺，半制成的纤维产品通常是手动地放入模具中的。然后，关闭模具以及然后注入基体材料(例如，在传递模塑法中，特别是在树脂传递模塑法RTM中)，或者加入基体材料以及然后关闭模具(例如，在压缩模塑法中)，或者基体已被混合为具有增强纤维的基体纤维以及随后在模塑工艺中固结成固体材料。如果更大的元件-特别是具有更大面积或更复杂形状(其具有显著的翘弯和/或特别不可展开的表面几何图形)的稍平元件需要成型(模塑)，经常不可能提供用于整体元件的单一的半制成的纤维产品，但是数个预型件需要沿模具排齐。为了将它们稳定地保持在其位置以及为了得到最终制品的均匀机械强度，它们彼此钉住。根据现有技术，这可以通过缝合(在模具中不可行的，对于大面积的部件是困难的)、装订(stapling)(金属钉可能遭受腐蚀，可能由于不同于复合材料的材料性质而产生内应力，并且可能扭曲纤维的取向)或经由小针注入树脂粘合剂(可能引起局部增厚/打结，具有降低的对剪切力的稳定性)来实现。为了用于纤维增强的复合材料的模塑工艺，拥有用于连接半制成的纤维产品部件的改进的方法将是有利的。同样地，对于其它应用，需要连接纺织品结构的方法，所述其它应用例如，在纺织业中，例如，对于制造衣物或亚麻制品，但是也例如，对于将纺织品制造成建筑(bui Iding)或结构(construct1n)材料。根据现有技术，主要通过缝细或缝合或可能地装订进行纺织品结构的连接。虽然建立了这些方法并且对于许多情况提供了好的结果，但是它们具有其缺点。例如，提供充分小心的接缝常常是困难的。发曰月概沐因此，本专利技术的目的是提供克服现有技术方法的缺点的方法。尤其是，本专利技术的目的是提供一种用于连接半制成的纤维产品部件的方法，例如，为了用于纤维增强复合材料的模塑工艺或作为纺织品物体。本专利技术的另一目的是提供相应的模塑方法。根据本专利技术的一方面，提供了制造产品的方法，所述方法包括以下步骤:-提供第一和第二产品部件，各自包含连续纤维或非连续纤维结构，所述纤维的平均长度为例如至少1mm或至少20mm和/或所述纤维属于短纤维(fiber staple)构造，当短于这些值时，稳定在纺纱中；-相对于彼此并且贴着支撑物布置所述第一和第二部件；-提供包含热塑性材料的连接元件；-按压所述连接元件贴住产品部件，从而在所述连接元件和支撑物之间压紧产品部件，以及用能量冲击所述连接元件，从而使所述连接元件的热塑性材料变得可流动，并且使所述连接元件被压入产品部件中；以及-使热塑性材料重新固化，从而将所述第一和第二产品部件相互连接。产品可以为用于纤维增强复合材料的制品的模塑工艺的半成品。那么产品部件为半制成的纤维产品部件。供选择地，产品可以为其它的纺织产品，例如，用于一片衣物或亚麻制品或作为建筑工业或建造工业(building or construct1n industry)中的构造材料。产品部件的材料是软且柔韧的。它是非粘结性的(non-coherent)材料，即:它不遵守经典固体力学-因此单独的结构元件如线(threads)或纤维可以被取代(局部压缩、局部去除)，而对邻近的元件仅具有非常有限的或甚至没有影响。在实施方案中，该非粘结性的结构可以受预聚合的材料约束，该预聚合的材料只在制造工艺结束以后(即:只在引入一个或多个连接元件将所述第一和第二产品部件相对于彼此连接之后)得到其最终性质。产品部件尤其可以为纤维缠结或结构或规律地布置的纤维，例如，纺织品。尤其是，它们可以为/包括相对于彼此布置的纤维结构，使得具有多个纤维交叉的点，以及使得纤维相对于彼此是可移动的。在纤维结构内，在多个实施方案中具有可以填充热塑性材料的空的空间。产品部件本身将是柔韧的，例如，在室温下也是，即它们可以变形并且形状适合它们放置在其上的表面的形状。总计，一般存在多个纤维的层(不论所述层是否是有序的以及可识别的)，以及产品部件的厚度将比纤维结构的纤维的直径大至少一个数量级，通常大至少30因数。产品部件可以包括稍平的部分或者可以是整体稍平的。在布置步骤中，第一和第二产品部件可以例如布置成在重叠区域重叠。然后，按压连接元件贴住产品部件的步骤可以包括在重叠区域如此实施。供选择地，产品部件可以彼此邻近布置，使得它们的边缘邻接，以及连接元件可以包括多个部分，在按压步骤中，这些部分的至少一个被按压入一个产品部件而至少一个其它的部分被按压入其它的产品部件。所述部分通过尺寸稳定的或可变形的材料的近端桥连接。按压和冲击步骤可以完全同时或部分同时实施，例如，首先按压，然后保持压力的同时开始冲击。可以重复提供连接元件的步骤、按压和冲击步骤以及使热塑性材料重新固化的步骤，从而引入多个连接元件，每个连接元件限定了产品的连接点或连接面积。连接元件可以被成形为甚至在没有冲击能的情况下在按压它时刺入该连续或非连续纤维结构的形状。尤其是所述连接元件可以包括一个或多个刺穿尖端。在这方面，连接元件可以为针形的(pin-shaped)或包括至少一个针形部分。如果部件重叠，并且连接元件插入重叠区域，针或针形部分可以被选择为具有超过所述部件的单独一个的厚度的长度，例如，所述长度至少相当于所述两个部件的结合厚度。连接元件可以具有一个远端尖端-或者多个远端尖端-以及用于在能量中耦合的近端非耦合表面(incoupling surface)，例如，由头部和平的近端表面部分形成的连接元件。在供选择的实施方案中，连接元件可以包括多个由近端桥部分连接的针部分。每个针部分具有一个或多个远端尖端。该供选择的实施方案可以对于产品部件彼此邻近的方法是尤其有利的。换言之，在具有这样的桥部分的实施方案中，产品部件不必须重叠。当然，它们可以相对于彼此放置，使得它们的末端表面/边彼此邻近，以及然后引入一个或多个连接元件，使得至少一个针部分刺入产品部件中的一个而至少一个其它的针部分刺入其它的产品部件。所述能量可以包括机械能或辐射能或热。根据一个实施方案的能量可以以机械振动，特别是超声波振动的形式施加。振动从近端侧面(远离尖端的侧面-如果有)耦合到连接元件。为此，连接元件的近端侧面可以包括非耦合表面，例如，平面。如果连接元件具有头部分，非耦合表面可以由头部分的近端表面形成。振动由具有例如相应地适合的远端表面的工具(超声波发生器)耦合到连接元件。适合用于根据本专利技术的方面的装置和方法的机械振动或振荡优选地具有2至200kHz (更优选地10至10kHz，或20至40kHz)的频率和0.2至20W每平方毫米活性表面的振动能量。例如，振动元件(工具，例如超声波发生器)被如此设计，使得其接触面主要在元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造产品的方法，所述方法包括以下步骤：‑提供第一和第二产品部件，各自包含纤维结构；‑相对于彼此并且贴着支撑物布置所述第一和第二部件；‑提供包含热塑性材料的连接元件；‑按压所述连接元件贴住产品部件，从而在所述连接元件和所述支撑物之间压紧所述产品部件，以及用能量冲击所述连接元件，从而使所述连接元件的热塑性材料变得可流动，并且使所述连接元件被压入所述产品部件中；以及‑使热塑性材料重新固化，从而将所述第一和第二产品部件相互连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·莱曼，J·迈耶，
申请(专利权)人：伍德韦尔丁公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH