本发明专利技术涉及一种用纤维束(20)制造三维的纤维复合材料构件的方法，所述纤维束通过预定型装置(10)由棒状或条状的初始形状成型为三维的预先确定的构件形状，其中，所述预定型装置包括至少一个成型通道(11)，该成型通道沿着其纵向具有为纤维复合材料构件预先确定的第一弯曲部并构成至少一个引导边缘(12)，其中，纤维束被压向成型通道的所述至少一个引导边缘并随此得到所述预先确定的第一弯曲部。
【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使用纤维束制造三维的纤维复合材料构件的方法。
技术介绍
由现有技术已知纤维增强塑料构件的多种不同制造方案，其中包括CFK-壳式结构、CFK-编织结构、CSMC-结构形式等。此外，借助空心型材实施的制造方法或者对金属板壳的应用早就已知。尽管一直在改进发展以及适配调整于批量生产，在此所制成的构件还是较为昂贵或笨重。在专利申请DE102013219820A中描述了一种使用纤维束制造纤维复合材料构件的方法，通过该方法可以节省重量和成本。其中提出：将纤维束用由热塑性和/或热固性材料组成的基质连接起来，使它们形成成型轮廓，并且在纤维束之间设置有支撑机构。在已知的方法中，必须将纤维束在多个不同方向上和以多种不同弯曲进行成型，以便保证预先确定的构件形状。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种方法，用该方法可以对纤维束轻便地、经济地和以尽可能少的工具/模具投入进行成型加工。此外还应提供一种成型装置，用该成型装置可以对纤维束更加快速地并且不用额外工具/模具投入地进行三维成型。该目的通过一种具有按照权利要求1所述特征组合的方法以及一种按照权利要求9的装置得以实现。在此，按照本专利技术原则上规定了一种用纤维束制造三维的纤维复合材料构件的方法，其中，将所述纤维束通过预定型装置由棒状或条状的初始形状成型为三维的预先确定的构件形状，并且该预定型装置包括至少一个成型通道，该成型通道沿着其纵向具有为纤维复合材料构件预先确定的第一弯曲部并构成至少一个引导边缘，其中，所述纤维束被压向成型通道的所述至少一个引导边缘并随此得到所述预先确定的第一弯曲部。该预先确定的第一弯曲部与沿着纤维束纵向延伸的弯曲部相对应。所述引导边缘由成型通道的侧向外壁所构成。另外，按照本专利技术的方法的特征还在于在另一方向上进行成型，该另一方向基本垂直于第一个方向。为此，沿着成型通道在底侧构成有型模边缘，纤维束被压向该型模边缘并随此得到纤维复合材料构件的预先确定的第二弯曲部。第一弯曲部和第二弯曲部例如在成型通道中在X向和Z向上实现，其中，纤维束沿Y向延伸，并且所有方向彼此垂直。于是这样形成方法步骤：首先在预定型装置的成型通道处供给纤维束，该纤维束接着被压向成型通道的引导边缘以及最后被压向底侧的型模边缘，从而产生相应纤维束的三维的最终形状。各运动方向优选地分别互相垂直，亦即纤维束的供给在Z向上进行，往引导边缘上的压紧在X向上进行，而往型模边缘上的压紧又重新在Z向上进行。在此有利的是，不再额外需要诸如滑块(Schieber)等工具/模具装置，由此可以降低制造成本。在一种实施例中，引导边缘在供给区段对面构成一个台阶，从而纤维束可以被导入成型通道中并接着可以被压向引导边缘。在一种有利的实施方式中，纤维束被树脂浸润，或者说是树脂浸润的热塑性纤维束。此外，纤维束优选地由连续纤维和以玻璃纤维或者碳纤维构成。纤维束的横截面可以构成为圆形、长方形或正方形，并在最后一种情况下具有约为10×10mm的尺寸。所述纤维复合材料构件(其包括三维成型的并且具有第一和第二弯曲部的纤维束)的最终加工完成在常规的压制模具中实现。本专利技术还包括对多个纤维束同时进行成型，其中，预定型装置为此具有多个成型通道。在此，这些成型通道可以基本上平行地沿着预定型装置的X向延伸。各纤维束可以通过张紧框加以保持并供给到各个成型通道。在此有利的是，可以使大量纤维束更快地获得最终形状并且能够在一个模具中成型多个构件。此外在本专利技术的一种实施方式中规定：预定型装置的多个成型通道具有不同的第一弯曲部和/或引导边缘以及不同的第二弯曲部，从而将多个纤维束同时成型为用于所述三维的纤维复合材料构件的不同的三维形状。这些不同结构能够实现对3D纤维复合材料构件的任意造型。此外，本专利技术还包括用于棒状或条状纤维束的预定型装置，该预定型装置用以对所述纤维束进行三维成型并且具有前文所述的构造设计。有益的是，该预定型装置的特征在于：不用附加工具/模具就可以使纤维束在至少一个或两个方向上三维成型。附图说明本专利技术其他的有利改进方案在从属权利要求中给出其特征，或者在下文参照附图结合对本专利技术优选实施例的描述加以详细阐释。附图中示出：图1为预定型装置的透视图；图2为预定型装置的剖视图，用于表示成型加工的各方法步骤。附图是举例示意性的。在所有视图中，同样的附图标记表示同样的部件/部分。具体实施方式图1为预定型装置10的透视图，该预定型装置包括三个在Y向上延伸的成型通道11，如在图2中示出的那样，纤维束20借助所述成型通道以三个步骤1、2、3进行三维成型。成型通道11沿着其纵向(Y向)分别具有在X向上弓形弯曲的引导边缘12。在示出的实施方式中，该弓形基本上在成型通道11的整个长度上延伸，但是它也可以构造得较短。每个成型通道11在底侧具有型模边缘13，该型模边缘同样基本上在成型通道11的整个长度上呈弓形地弯曲，但是是在Z向上。这两个弯曲部确定了所期望的纤维复合材料构件的最终形状。图2举例示出了成型过程的步骤，其中使用具有例如三个成形通道的预定型装置10。纤维束20在第一步骤1中沿Z向往预定型装置10上行进到达成形通道11旁边的区域，接着在第二步骤2中沿X向被压向引导边缘12，并最后沿Z向进行并被压向型模边缘13，从而使纤维束20不仅在X向上而且也在Z向上发生变形。引导边缘12和型模边缘13的形状确定了构件形状。型模边缘13的边界区域相应地构成。纤维束20在成型时是树脂浸润的，接着用塑料注塑包封，最后通过压制模具用常规的、技术人员已知的用以加工纤维复合材料构件的方法加工完成。纤维束20在示出的图例中具有基本上为正方形的边长约为10mm的横截面。多个纤维束20例如在使用张紧框的情况下可以同时被导入多个成型通道11中，从而可以同时对大量纤维束20执行上述步骤。在示出的实施例中，引导边缘12在供给区段14对面构成一个沿Z向的台阶，从而纤维束20在Z向上可以完全地导入成型通道11中并接着在X向上可以被压向引导边缘12。本专利技术在其设计形式上并不局限于前述的优选实施例。确切地说，还可考虑多种变型，所示解决方案的这些变型同样也应用在一些原则上不同类型的设计形式中。例如，在成型通道中也可设置其他一些边缘，以便形成特定的几何结构。同样，每一预定型装置的成型通道的数量也是不限的，并且可以选择性地在就技术而言可能和合理的情况下进行适配调整。本文档来自技高网...
【技术保护点】
用纤维束制造三维的纤维复合材料构件的方法，将所述纤维束通过预定型装置由棒状或条状的初始形状成型为三维的预先确定的构件形状，其中，所述预定型装置包括至少一个成型通道，该成型通道沿着其纵向具有为纤维复合材料构件预先确定的第一弯曲部并构成至少一个引导边缘，其中，纤维束被压向成型通道的所述至少一个引导边缘并随此得到所述预先确定的第一弯曲部。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.18 DE 102014218799.01.用纤维束制造三维的纤维复合材料构件的方法，将所述纤维束通过预定型装置由棒状或条状的初始形状成型为三维的预先确定的构件形状，其中，所述预定型装置包括至少一个成型通道，该成型通道沿着其纵向具有为纤维复合材料构件预先确定的第一弯曲部并构成至少一个引导边缘，其中，纤维束被压向成型通道的所述至少一个引导边缘并随此得到所述预先确定的第一弯曲部。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：沿着所述成型通道在底侧构成有型模边缘，纤维束被压向该型模边缘并随此得到纤维复合材料构件的预先确定的第二弯曲部。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述纤维束是树脂浸润的。4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述纤维束用热塑性塑料包覆。5.如前述权利要求之至少一项所述的方法，其特征在于：在压制模具中将具备所述第一弯曲部和第二弯曲部的...
【专利技术属性】
技术研发人员：T·霍格尔，M·科尔宾格，O·康拉德，S·米希尔，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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