用于生产复合材料部件的设备及方法技术

一种用于生产复合材料部件(12)的设备(10)，包括：配置用以将用于接纳半成品(14)的接纳空间(22)对环境大气密封的袋布(20)，其中袋布(20)为具有至少部分对应于半成品(14)的形状的形状并且包括气密外层(24)和内分离层(26)的热成型的袋布(20)。内分离层(26)被配置用以允许袋布(20)从由半成品(14)制成的复合材料部件(12)分离。设备(10)进一步包括连接到接纳空间(22)并配置用以在接纳空间(22)内产生减小的压力的真空源(34)。最后，设备(10)包括适于固化包含在半成品(14)的至少一个元件中的热固性塑料材料和/或在半成品(14)借助袋布(20)被密封在接纳空间(22)内时注入到接纳空间(22)中的热固性塑料材料的固化装置(48)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，特别是用于生产复合材料飞机部件的设备及方法。
技术介绍
为了用纤维增强复合材料生产飞机部件，可使用真空导入工艺或真空辅助树脂传递模塑(RTM)工艺。DE 10 2008 054 540A1描述一种用于制造包括加强元件(例如，由纤维增强复合材料制成的桁条和壳元件)的飞机部件的方法。在根据DE 10 2008 054 540A1的方法中，纤维预浸料坯形式的半成品彼此连接，其中由多层塑料箔材制成的管芯被插入到形成在半成品之间的腔中。包括半成品和管芯的设备通过由离型膜、由聚酰胺抓毛材料制成的排气层以及真空箔组成的真空袋布材料构造封装，并被引入至压热器中，其中纤维预浸料坯中包含的树脂材料在升高的压力和/或升高的温度下被固化。在热压成型期间，管芯的内部被周围高压空气加压，使得管芯提供用于将升高的压力还应用到半成品的面向形成于半成品之间的腔的内部的表面部分。在根据DE 10 2008 054 540A1的用于制造飞机部件的的方法中采用的管芯在DE 10 2008 054 544A1和US 2010/0151169A1中描述的热成型工艺中被制造。
技术实现思路
本专利技术的目的在于指定用于生产复合材料部件的设备和方法，其允许以容易且节约成本的方式生产高质量的复合材料部件。这些目的通过具有权利要求1的特征的设备和具有权利要求8的特征的方法实现。—种用于生产复合材料部件的设备，包括配置用以将用于接纳半成品的接纳空间对环境大气密封的袋布。所述半成品可包括仅一个元件或可包括旨在彼此连接以形成所述复合材料部件的多个元件。所述半成品可包括单纤维、纤维预织物或纤维预浸料坯形式的增强纤维。所述袋布可仅封装半成品并因此密封整体由所述袋布限定的接纳空间。然而，还可想到所述袋布配置用以密封至少部分地由接纳所述半成品的工具或模具限定的接纳空间。用于生产复合材料部件的所述设备的所述袋布为热成型的袋布，即具有一定强度和刚度以使所述袋布至少部分至少在室温下尺寸稳定并通过非反应性热成型过程以可靠且节省成本的方式形成期望形状的聚合物袋布构造。所述袋布具有至少部分对应于所述半成品的形状的形状。换言之，所述袋布的形状被调节成所述半成品的外轮廓，从而允许所述袋布紧密地邻接和/或紧贴地配合所述半成品的外表面。所述袋布包括气密外层，所述气密外层确保所述袋布被配置用以将所述接纳空间对环境大气密封。进一步，所述袋布包括内分离层，所述内分离层连接到所述气密外层并形成所述袋布的面向接纳在所述接纳空间中的所述半成品的表面。所述内分离层被配置用以允许所述袋布与由所述半成品制成的复合材料部件分离。所述设备进一步包括连接到所述接纳空间并配置用以在所述接纳空间内产生减小的压力的真空源。例如，所述真空源可被设计为栗的形式，其适于从所述接纳空间抽出气体并在所述接纳空间内产生低于围绕所述接纳空间的环境大气的环境压力的压力。最终，所述设备包括固化装置，该固化装置适于固化在所述半成品借助所述袋布被密封在所述接纳空间内时已经包含在所述半成品中的热固性塑料材料和/或在所述半成品借助所述袋布被密封在所述接纳空间内时注入到所述接纳空间中的热固性塑料材料。例如，热固性塑料材料可为树脂材料。因此，所述复合材料部件通过固化包含在所述半成品中的热固性塑料材料或在所述半成品借助所述袋布被密封在所述接纳空间内时注入到所述接纳空间中的热固性塑料材料而被获得。热固性塑料材料的固化可在升高的压力下和/或在升高的温度下实现。例如，所述固化装置可设计为压热器的形式。用于生产复合材料部件的所述设备的一次性的热成型的袋布不需要包裹用于使接纳在接纳空间内的半成品对环境大气密封的真空箔。替代地，所述袋布可简单地放置在所述半成品上并至少部分地履行成形或稳定形状功能，例如在包含在所述半成品中的热固性塑料材料固化期间。然而，还可想到，所述袋布与所述半成品一起被放置在用于稳定所述半成品的形状的模具内，例如，在包含在所述半成品中的热固性塑料材料或在所述半成品借助所述袋布被密封在所述接纳空间内时注入到所述接纳空间中的热固性塑料材料固化期间。进一步，所述袋布履行双重功能:不仅例如在排空所述接纳空间期间将用于接纳所述半成品的所述接纳空间对大气密封，而且允许所述袋布以简单且可靠的方式从由所述半成品制成的复合材料部件分离。因此，可免除在所述半成品与所述袋布之间提供诸如分离箔等的另外的分离构件。进一步，通过使用预成型袋布，边缘密封步骤，即用于通过将另外的热固性塑料材料施加到由所述半成品制成的所述复合材料部件的边缘并固化该热固性塑料材料来密封所述边缘的步骤可在生产过程期间执行。用于生产复合材料部件的所述设备由此允许在高度自动化且容易处理的过程中以近净成型质量来生产高质量的复合材料部件。因此，所述复合材料部件可以以特别节省成本的方式被制造。为了制造用于生产复合材料部件的所述设备的袋布，旨在形成所述袋布的气密外层和内分离层的材料可被共挤压以为提供具有期望的双层结构的袋布。其后，所述袋布在热成型过程中形成期望的形状。平箔挤压机可用于共挤压仍未成形的袋布。用于生产复合材料部件的所述设备可进一步包括配置用以支撑所述半成品并具有支撑表面的支撑工具。所述支撑工具的所述支撑表面的形状可至少部分对应于当所述半成品被支撑在所述支撑工具上时所述半成品的搁在所述支撑表面上的表面的形状。所述支撑工具能以密封方式连接到所述袋布。用于接纳所述半成品的所述接纳空间于是可由所述支撑工具和所述袋布限定。所述支撑工具可为配置用以支撑所述半成品的任何合适的工具。例如，所述支撑工具可被设计为模具的形式，增加纤维和/或热固性塑料材料可被引入该模具中。用于将所述支撑工具以密封方式连接到所述袋布的密封机构可包括形成在所述支撑工具中的密封槽。优选地，所述密封槽形成在所述支撑工具的所述支撑表面中。进一步，所述密封机构可包括形成在所述袋布中的密封压条。特别地，所述密封压条与所述袋布一体形成并且被配置为当所述支撑工具与所述袋布以密封方式彼此连接以限定用于接纳所述半成品的所述接纳空间时被接纳在形成于所述支撑工具中的所述密封槽内。优选地，所述密封槽和所述密封压条被设计为当所述真空源从所述接纳空间抽出气体并因此在所述接纳空间内产生减小的压力时允许所述密封压条被吸入所述密封槽中。然而，替代地，还可想到为用于将所述支撑工具以密封方式连接到所述袋布的密封机构提供从所述支撑工具的所述支撑表面突出的突出元件，特别是适于与所述袋布相互作用以便将所述支撑工具以密封方式连接到所述袋布的蘑菇形突出元件。所述袋布可包括与所述袋布一体形成的至少一个排气管路。例如，所述排气管路可在对所述袋布进行热成型期间被形成在所述袋布内。特别地，假如大尺寸半成品应当在用于生产所述复合材料部件的所述设备中处理，则多个排气管路可被形成在所述袋布内。所述至少一个排气管路的流动横截面优选适于来自所述接纳空间的期望的气体流。所述至少一个排气管路可经由至少一个通道被连接到所述接纳空间，类似于所述排气管路本身，该至少一个通道可与所述袋布一体形成。类似于所述排气管路，所述至少一个通道可在对所述袋布进行热成型期间形成。优选地，所述至少一个通道大致垂直于所述排气管路的纵向轴线延伸。例如，所述至少一个通道可具有大约3mm的长度和大约0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产复合材料部件(12)的设备(10)，所述设备(10)包括：袋布(20)，被配置用以将用于接纳半成品(14)的接纳空间(22)对环境大气密封，其中所述袋布(20)为具有至少部分对应于所述半成品(14)的形状的形状并且包括气密外层(24)和内分离层(26)的热成型的袋布(20)，所述内分离层(26)被配置用以允许所述袋布(20)从由所述半成品(14)制成的所述复合材料部件(12)分离；真空源(34)，被连接到所述接纳空间(22)并被配置用以在所述接纳空间(22)内产生减小的压力；以及固化装置(48)，适于固化包含在所述半成品(14)的至少一个元件中的热固性塑料材料和/或在所述半成品(14)借助所述袋布(20)被密封在所述接纳空间(22)内时注入到所述接纳空间(22)中的热固性塑料材料。

【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：托尔文·雅各布，卡斯滕·巴拉格，奥克·泽格尔，
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