混合非织造复合部件制造技术

本发明专利技术的名称是混合非织造复合部件。本文公开了形成复合部件的方法。该方法包括将未固结垫加热至第一温度，所述未固结垫包括第一热塑性材料、第二热塑性材料和增强纤维。第一热塑性材料包括第一熔解温度并且第二热塑性材料包括大于第一熔解温度的第二熔解温度。第一温度大于第二熔解温度。该方法包括在加热时将未固结垫压缩成复合纤维增强的固结板材。该方法包括将复合纤维增强的固结板材重新加热至第二温度，其中第二温度高于第一熔解温度并且低于第二熔解温度，并且重新加热时，将复合纤维增强的固结板材形成期望的形状。

Hybrid Nonwovens Composite Components

The name of the invention is a hybrid nonwoven composite component. The method of forming composite components is disclosed in this paper. The method includes heating the unconsolidated pad to the first temperature, and the unconsolidated pad comprises the first thermoplastic material, the second thermoplastic material and the reinforcing fiber. The first thermoplastic material includes the first melting temperature and the second thermoplastic material includes the second melting temperature greater than the first melting temperature. The first temperature is higher than the second melting temperature. The method includes compressing the unconsolidated cushion into a consolidated sheet reinforced by composite fibers during heating. The method includes reheating the composite fiber reinforced consolidated sheet to the second temperature, where the second temperature is higher than the first melting temperature and lower than the second melting temperature, and when reheated, forming the desired shape of the composite fiber reinforced consolidated sheet.

【技术实现步骤摘要】
混合非织造复合部件
本公开内容大体上涉及热成形部件，并且更具体地涉及用具有不同熔解温度的第一热塑性材料和第二热塑性材料形成复合部件。
技术介绍
由固结垫——其由掺混的增强纤维和热塑性细丝制造——形成部件包括将垫加热至热塑性细丝的熔解温度。但是，包括热塑性细丝的垫在成形阶段之前的加热阶段期间具有膨胀和胀大的倾向。这种膨胀和胀大可能使得部件形成模具难以闭合或甚至不可能闭合。另外地，垫的膨胀和胀大可导致形成部件的压力不足。通过增加施加至部件的压力来补偿不足的压力可能增加部件核心塌缩的风险。
技术实现思路
已经响应现有技术并且尤其是响应目前可用的技术尚未完全解决的与常规方法有关的问题和缺点，开发了本申请的主题。因此，已经开发了本申请的主题来提供克服了至少一些上面讨论的现有技术缺点的系统、装置和方法的实施方式。例如，根据一个实施方式，公开了用具有不同熔解温度的第一热塑性材料和第二热塑性材料形成非平面复合部件的方法。本文公开了形成复合部件的方法。该方法包括将未固结垫加热至第一温度，所述未固结垫包括第一热塑性材料、第二热塑性材料和增强纤维。第一热塑性材料包括第一熔解温度并且第二热塑性材料包括大于第一熔解温度的第二熔解温度。第一温度大于第二熔解温度。该方法包括在加热时将未固结垫压缩成复合纤维增强的固结板材。该方法包括将复合纤维增强的固结板材重新加热至第二温度，其中第二温度高于第一熔解温度并且低于第二熔解温度，并且重新加热时，将复合纤维增强的固结板材形成期望的形状。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例1。增强纤维是碳纤维。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例2，其中实施例2也包括上面根据实施例1的主题。第一热塑性材料按体积计占复合部件的至少30％。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例3，其中实施例3也包括上述根据实施例1-2中任一个所述的主题。第二热塑性材料按体积计占复合部件的至少1％。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例4，其中实施例4也包括上述根据实施例1-3中任一个所述的主题。增强纤维按体积计占复合部件的至少45％。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例5，其中实施例5也包括上述根据实施例1-4中任一个所述的主题。在加热未固结垫之前，第一热塑性材料包括热塑性纤维。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例6，其中实施例6也包括上述根据实施例1-5中任一个所述的主题。在加热未固结垫之前，第二热塑性材料包括热塑性纤维。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例7，其中实施例7也包括上述根据实施例1-6中任一个所述的主题。在加热未固结垫之前，第二热塑性材料包括热塑性粉末。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例8，其中实施例8也包括上述根据实施例1-6中任一个所述的主题。将复合纤维增强的固结板材形成复合部件包括冲压成形操作。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例9，其中实施例9也包括上述根据实施例1和1-8中任一个所述的主题。第一热塑性材料为聚苯硫醚(PPS)并且第二热塑性材料为聚醚醚酮(PEEK)或聚醚酮酮(PEKK)中的一种。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例10，其中实施例10也包括上述根据实施例1-9中任一个所述的主题。期望的形状为非平面形状。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例11，其中实施例11也包括上述根据实施例1-10中任一个所述的主题。第二热塑性材料包括热塑性纤维，并且热塑性纤维针刺入第一热塑性材料和增强纤维。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例12，其中实施例12也包括上述根据实施例1-11中任一个所述的主题。第二热塑性材料包括热塑性纤维，并且热塑性纤维缝合入第一热塑性材料和增强纤维。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例13，其中实施例13也包括上述根据实施例1-11中任一个所述的主题。第二热塑性材料包括热塑性纤维，并且热塑性纤维针织入第一热塑性材料和增强纤维。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例14，其中实施例14也包括上述根据实施例1-11中任一个所述的主题。该方法包括以随机定向掺混增强纤维、第一热塑性材料和第二热塑性材料，以形成未固结垫，然后加热未固结垫。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例15，其中实施例15也包括上述根据实施例1-14中任一个所述的主题。本文也公开了复合部件。非平面复合部件包括随机定向的增强纤维，包括第一熔解温度的第一热塑性材料，和包括大于第一熔解温度的第二熔解温度的第二热塑性材料。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例16。第一热塑性材料为聚苯硫醚(PPS)并且第二热塑性材料为聚醚酮酮(PEKK)。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例17，其中实施例17也包括上述根据实施例16的主题。第一热塑性材料为聚苯硫醚(PPS)并且第二热塑性材料为聚醚醚酮(PEEK)。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例18，其中实施例18也包括上述根据实施例16的主题。第一热塑性材料按体积计占部件的至少30％，第二热塑性材料按体积计占部件的至少1％，并且增强纤维按体积计占部件的至少45％。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例19，其中实施例19也包括上述根据实施例16-18中任一个所述的主题。本文进一步公开了形成固结垫的方法。该方法包括将第二热塑性材料与第一热塑性材料和增强纤维掺混以形成未固结垫。第一热塑性材料包括第一熔解温度并且第二热塑性材料包括大于第一熔解温度的第二熔解温度。该方法包括将未固结垫加热至第一温度，其中第一温度大于第二熔解温度。该方法包括在加热时，将未固结垫压缩成复合纤维增强的固结垫。第二热塑性材料按体积计占部件的1％和5％之间。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例20。所描述的本公开主题的特征、结构、优势和/或特性可以以任何适当的方式在一个或多个实施方式和/或实施中组合。在下面的描述中，提供了许多具体细节，以给予对本公开主题的实施方式的充分理解。本领域技术人员将认识到在没有具体实施方式或实施的一个或多个具体特征、细节、组件、材料和/或方法的情况下，可实施本公开的主题。在其它情况下，在某些实施方式中和/或实施中可认识到可能不存在于所有实施方式或实施中的另外的特征和优势。此外，在一些情况下，未详细显示或描述熟知的结构、材料或操作，以避免混淆本公开主题的方面。本公开主题的特征和优势从下面的描述和所附的权利要求中将变得更加显而易见，或可通过实践如下文阐释的主题而认知。附图说明为了可更容易理解本主题的优势，通过参考在附图中图解的具体实施方式，将提出上面简单叙述的主题的更具体描述。应理解，这些附图仅仅描绘了本主题的典型实施方式并且因此不视为限制其范围，将通过使用附图以另外的特征和细节描述和解释本主题，其中：图1是根据本公开内容的一个或多个实施方式的随机定向的增强纤维的横截面；图2是根据本公开内容的一个或多个实施方式的随机定向的增强纤维和第一热塑性材料的热塑性纤维的横截面；图3是根据本公开内容的一个或多个实施方式的随机定向的增强纤维和第一热塑性材料和第二热塑性的热塑性纤维的横截面；图4是根据本公开内容的一个或多个实施方式的具有正经受加热的未固结垫的压缩工具；图5是根据本公开内容的一个或多个实施方式的具有固结垫的压缩工具；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成复合部件(200)的方法(300)，所述方法包括：将未固结垫(110)加热(302)至第一温度，所述未固结垫(110)包括第一热塑性材料(204)、第二热塑性材料(206)和增强纤维(102)，其中所述第一热塑性材料包括第一熔解温度，其中：所述第二热塑性材料包括大于所述第一熔解温度的第二熔解温度；并且所述第一温度大于所述第二熔解温度；当加热所述未固结垫时，将所述未固结垫压缩(304)成复合纤维增强的固结板材(100)；将所述复合纤维增强的固结板材重新加热(306)至第二温度，其中所述第二温度高于所述第一熔解温度并且低于所述第二熔解温度；并且当重新加热所述复合纤维增强的固结板材时，将所述复合纤维增强的固结板材形成(308)期望的形状。

【技术特征摘要】
2017.08.14 US 15/676,5221.一种形成复合部件(200)的方法(300)，所述方法包括：将未固结垫(110)加热(302)至第一温度，所述未固结垫(110)包括第一热塑性材料(204)、第二热塑性材料(206)和增强纤维(102)，其中所述第一热塑性材料包括第一熔解温度，其中：所述第二热塑性材料包括大于所述第一熔解温度的第二熔解温度；并且所述第一温度大于所述第二熔解温度；当加热所述未固结垫时，将所述未固结垫压缩(304)成复合纤维增强的固结板材(100)；将所述复合纤维增强的固结板材重新加热(306)至第二温度，其中所述第二温度高于所述第一熔解温度并且低于所述第二熔解温度；并且当重新加热所述复合纤维增强的固结板材时，将所述复合纤维增强的固结板材形成(308)期望的形状。2.根据权利要求1所述的方法(300)，其中在加热所述未固结垫(110)之前，所述第一热塑性材料(204)包括热塑性纤维(104)。3.根据权利要求1所述的方法(300)，其中所述第二热塑性材料(206)包括热塑性纤维(106)，并且其中所述热塑性纤维针刺入所述第一热塑性材料(204)和增强纤维(102)。4.根据权利要求1所述的方法(300)，其中所述第二热塑性材料(206)包括热塑性纤维(106)，并且其中所述热...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·奥格莱，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US