成形包括增强纤维的半成品的成形工具和方法及成形装置制造方法及图纸

提供一种成形工具(6)，用于使包括增强纤维并以连续的过程传送到该成形工具(6)的半成品(2)成形。所述成形工具(6)包括配置为在所述半成品(2)的成形步骤中被加压的至少一个压力袋(8，8a-8e)，在所述半成品(2)的成形步骤期间，所述半成品(2)被夹在成形元件(4)的成形表面和被加压的至少一个压力袋(8，8a-8e)之间，从而所述半成品(2)基本呈现所述成形表面的形状。此外，提供用于使包括增强纤维的半成品(2)成形的成形装置和成形方法。

【技术实现步骤摘要】
成形包括增强纤维的半成品的成形工具和方法及成形装置
本专利技术涉及用于使包括增强纤维的半成品成形的成形工具和方法。本专利技术还涉及用于使包括增强纤维的半成品成形的成形装置。
技术介绍
在飞机构造中，越来越多地致力于使用整体或部分由例如碳纤维增强塑料(CFRP)的纤维增强复合材料制成的部件作为承载部件。例如，DE102007062111A1描述了一种由碳纤维增强塑料材料制成的横挡结构，其被用于支撑飞机地板系统的各个面板以便将客舱与设置在客舱下面的货物区分离开。此外，例如从DE102004001078A1和/或CN100418850已知为飞机机身段提供由纤维增强复合材料制成的蒙皮和增强元件(例如，框架、纵向加强条)。当由纤维增强复合材料制造飞机结构部件时，首先，由纤维预浸料坯构造多层层压板。纤维预浸料坯可包括由增强纤维制成的织造或非织造织物，其被提供有例如环氧树脂材料的可固化合成材料的表面层。层状构造可以手动或以自动的方式实现。随后，可使纤维预浸料坯成形成飞机蒙皮的平面部分的期望形状或者成形成框架或纵向加强条的增强部分的期望形状。最后，施加到纤维表面的可固化材料在热压周期(autoclavecycle)中在压力和/或升高的温度下固化，由此生产具有固化合成材料基体和嵌入在基体中的增强纤维的复合材料。热压过程本身特别好地适合于即使具有复杂形状的部件的单独制造。对于(例如，U形轮廓的)未固化预浸料坯材料的成形过程，已知若干技术。例如，用于由堆叠的预浸料坯形成U形轮廓的常用方法是隔膜成形，通常也称为热覆盖成形。平坦的多层堆叠物被定位在心轴(成形元件)上。随后，心轴被固定在真空台上，并且弹性体膜(典型地为硅橡胶)被放置在其上。由于预浸料坯成形需要升高的温度，所以热被施加。因此，红外加热设备通常被安装在膜上。在达到成形温度时，在心轴和膜之间产生真空压力。由于大气压的存在，膜伸展，因此成形并将预浸料坯片材预先固结成期望的几何形状。然而，该方法要求整个轮廓长度同时成形。因此，例如在飞机的折合盖中发现的那样，对长结构构件的成形导致关联的成形工厂的大的占地面积。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种成形工具和一种用于使包括增强纤维的半成品成形的方法，其减小关联的成形工厂的占地面积，并且其简化成形过程并提高大的成形结构的质量。本专利技术的目的还在于提供一种用于使包括增强纤维的半成品成形的成形装置。上述目的通过如权利要求1限定的成形工具、如权利要求6限定的成形装置和如权利要求10限定的用于使包括增强纤维的半成品成形的方法而被实现。根据第一方面，一种成形工具，用于使包括增强纤维且以连续的过程被传送到所述成形工具的半成品成形，包括配置为在所述半成品的成形步骤期间被加压的至少一个压力袋，在所述半成品的成形步骤期间，所述半成品被夹在成形元件的成形表面和经加压的至少一个压力袋之间，从而所述半成品基本呈现所述成形表面的形状。包括增强纤维的所述半成品可为包括多个层的所谓的预浸料坯材料，每个层包括预浸渍纤维。所述纤维可被预浸渍，从而基体材料(例如，环氧树脂)已存在。所述基体材料不完全固化，从而所述半成品例如在所述成形步骤之前或期间施加的热的作用下能成形。所述纤维可包括例如玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或芳族聚酰胺纤维。所述压力袋可例如为包括弹性体膜的弹性体袋。所述压力袋可包括至少一个局部增强部，例如为更厚膜部分的形式或施加在所述压力袋的膜的至少一个局部部分上的附加材料(例如，织造布)的形式。所述压力袋可以是能充空气或能充气体的，从而所述压力袋的侧壁基本不透空气或气体。所述压力袋也可以是能充液体的。所述压力袋可被成形为使得在其膨胀(或加压)状态下，其膜的一部分基本对应于在所述成形步骤期间使用的成形元件的期望的成形表面。在所述成形步骤期间，被加压的压力袋将所述半成品挤压到所述成形元件的成形表面上，从而所述半成品基本呈现所述成形表面的形状。所述成形元件的成形表面可为基本U形的，并且所述成形表面可为凸形表面。此外，所述成形元件可具有任何期望的形状，例如，所述成形元件可包括凸形部、凹形部、啮合部、倾斜部、弯曲部和/或其横截面的变型。所述成形工具可包括配置为在所述成形步骤期间被加压的多个压力袋。所述多个压力袋均可包括至少一个空间，其可独立于所述多个压力袋中的其它压力袋的空间被加压。换言之，所述多个压力袋可被单独地加压。所述多个压力袋可包括多个单独的袋，每个单独的袋均具有其自己的膜。所述多个压力袋也可被一体地形成，从而例如具有多个空间的一个压力袋被使用，其中每一个空间可被单独地加压。所述多个压力袋中的至少一个可与所述多个压力袋中的相邻的一个共享其膜的一部分。所述多个压力袋可包括彼此连接的空间，从而所连接的空间可经由相同的入口和/或出口一起被加压和减压。所述多个压力袋可由相同的材料制成或者由不同的材料制成。此外，所述多个压力袋可包括局部增强部。所述成形工具可包括不同于压力袋的至少一个压力分配元件。所述压力分配元件可为例如弹性体块。所述压力分配元件可被配置为将压力施加至所述半成品的一区段，所述至少一个压力袋不向该区段施加压力。因此，所述压力袋(区段)中的至少一个可由例如弹性体块之类的不同于压力袋的所述压力分配元件协助或替换。所述成形工具可包括配置为控制所述至少一个压力袋的压力值、加压开始时间和/或加压终止时间的控制器。所述控制器可为例如包括所述成形工具的成形装置的控制器。所述控制器可使用软件来控制压力值、加压开始时间和/或加压终止时间。所述控制器可由用户例如借助计算机和/或用户界面操作。所述加压开始时间可例如为开始对所述至少一个压力袋加压的时间或者为所述压力袋中的压力达到预定第一值的时间。所述加压终止时间可例如为开始对所述压力袋减压的时间或者为当所述压力袋中的压力已经达到比所述第一值小的预定第二值的时间。在提供多个压力袋的情况下，所述控制器可被配置为单独地控制所述多个压力袋中的每一个的压力值、加压开始时间和/或加压终止时间。所述控制器可被配置为控制各个压力袋的加压开始时间的预定顺序。例如，所述控制器可被配置为控制所述多个压力袋的加压开始时间，从而一个压力袋首先被加压，然后接连地其它压力袋被加压。可替代地或另外，所述控制器可被配置为控制所述多个压力袋中的每一个中的压力值，从而所述压力袋中的至少两个中的压力彼此不同。所述成形工具可包括用于为所述至少一个压力袋供应加压流体的流体入口、用于使流体流出所述至少一个压力袋的流体出口和用于控制通过所述流体入口和所述流体出口的流体流的阀单元。术语流体在本文被用作气体和液体的上位概念。因此，可使用加压气体(例如，空气)和/或使用加压液体(例如，水)来对压力袋加压。所述流体入口和所述流体出口可被提供为在所述至少一个压力袋的侧壁中的一个相同的开口。此外，用于所述流体入口的单独的开口和用于所述流体出口的单独的开口可被提供在所述至少一个压力袋的侧壁中。所述阀单元可被配置为单独地控制所述流体入口和所述流体出口的打开/闭合状态。所述阀单元可由控制器控制，例如由所述成形工具的控制器控制。在使用多个压力袋的情况下，对于所述多个压力袋中的每一个，可提供流体入口和流体出口。此外，所述多个压力袋中的至少两个可共享相同的流体入口和/或相同的流体出口。当所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成形工具(6)，用于使包括增强纤维并以连续的过程被传送到所述成形工具(6)的半成品(2)成形，所述成形工具(6)包括：至少一个压力袋(8，8a‑8e)，被配置为在所述半成品(2)的成形步骤期间被加压，在所述半成品(2)的成形步骤期间，所述半成品(2)被夹在成形元件(4)的成形表面和经加压的至少一个压力袋(8，8a‑8e)之间，从而所述半成品(2)基本呈现所述成形表面的形状。

【技术特征摘要】
2015.01.12 EP 15150787.81.一种用于使包括增强纤维的半成品(2)成形的成形装置，所述成形装置包括：成形工具(6)，用于使包括增强纤维并以连续的过程被传送到所述成形工具(6)的半成品(2)成形；包括成形表面的成形元件(4)；和用于沿着传送方向(C)传送所述半成品(2)的传送设备(20)，所述成形工具(6)包括：至少一个压力袋(8，8a-8e)，被配置为在所述半成品(2)的成形步骤期间被加压，在所述半成品(2)的成形步骤期间，所述半成品(2)被夹在所述成形元件(4)的所述成形表面和经加压的至少一个压力袋(8，8a-8e)之间，从而所述半成品(2)呈现所述成形表面的形状，其中在垂直于所述半成品(2)的传送方向(C)的平面中截取的所述成形元件(4)的横截面沿着所述传送方向(C)变化。2.根据权利要求1所述的成形装置，包括：多个压力袋(8a-8e)，被配置为在所述成形步骤期间被加压。3.根据权利要求1所述的成形装置，其中所述成形工具(6)进一步包括：不同于压力袋的至少一个压力分配元件。4.根据权利要求1所述的成形装置，其中所述成形工具(6)进一步包括：控制器，被配置为控制所述至少一个压力袋(8，8a-8e)的压力值、加压开始时间和加压终止时间中的至少一个。5.根据权利要求1所述的成形装置，其中所述成形工具(6)进一步包括：用于为所述至少一个压力袋(8，8a-8e)供应加压流体的流体入口(10)；用于使所述流体流出所述至少一个压力袋(8，8a-8e)的流体出口(12)；和用于控制通过所述流体入口(10)和所述流体出口(12)的流体流的阀单元(14)。6.根据权利要求1所述的成形装置，其中所述传送设备(20)包括至少两个夹持装置(22，24)，该至少两个夹持装置(22，24)沿所述传送方向(C)接连布置并被配置为沿着所述传送方向(C)传送所述半成品(2)或所述成形元件(4)。7.根据权利要求1所述的成形装置，进一步包括：沿所述传送方向(C)布置在所述成形工具(6)前方...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡斯滕·巴拉格，萨沙·巴克豪斯，弗洛里安·米斯克，
申请(专利权)人：空中客车作业有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE