用于复合层压体和混合体的板层的选择性穿孔、构建及排序制造技术

公开了具有选择性穿孔的层压件和使用选择性穿孔生产层压件的方法。还公开了具有不等尺寸的排序的板层的混合部件以及使用不等尺寸的排序的板层生产混合部件的方法。

Selective Perforation, Construction and Sequencing of Laminates for Composite Laminates and Mixtures

A laminate with selective perforation and a method for producing laminates using selective perforation are disclosed. Also disclosed are mixing components with different sizes of sequenced plates and methods for producing mixing components using different sizes of sequenced plates.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于复合层压体和混合体的板层的选择性穿孔、构建及排序
本公开涉及一种用于生产复合和混合结构的方法。本公开还涉及一种用于生产复合和混合结构的装置。
技术介绍
制造复合和混合部件的各种方法利用诸如层压和包覆成型(over-molding，二次成型)的技术。这些技术存在各种缺陷。例如，由于纤维在部件形状的变化的几何部分周围的运动受到限制，具有复杂和/或非线性几何形状的复合部件会引起美观缺陷(例如皱折、纤维拉伸等)和结构缺陷(例如薄弱部分、脱粘、分层、结构失效等)。这些缺陷还可在局部区域中引起高剪切应力和/或残余应力。另外，复合部件通常还可能在层压过程中遭受不良的浸湿。类似地，采用两种或更多种材料的混合部件(例如碳纤维增强材料和塑料，例如包覆成型的工程热塑性塑料)可能存在缺陷，特别是在两种或更多种材料相遇的边缘处，例如在两种材料的界面之间脱粘和/或分层。通过本公开的方面解决了这些和其它缺点。
技术实现思路
本公开的一个方面提供了一种层压件(laminatedpart，层压部件)，其包括分层布置的多个板层(ply，片，层片，帘布层)。多个板层中的第一板层包括第一选择性穿孔图案的第一选择性穿孔特征，并且多个板层中的第二板层与第一板层相邻布置。第二板层包括未穿孔的结构和第二选择性穿孔特征中的一种。本公开的另一方面提供一种生产层压体的方法。该方法包括提供分层布置的多个板层的第一板层并且根据第一选择性穿孔图案对第一板层穿孔以形成第一选择性穿孔特征。该方法还包括靠近第一板层布置多个板层的第二板层，其中第二板层包括未穿孔的结构和第二选择性穿孔特征中的一种。本公开的进一步方面提供一种生产混合部件的方法。该方法包括提供包括第一板层和与该第一板层相邻的第二板层的多个排序的板层(sequencedplies，有序层)，和基于混合部件的几何形状将第一板层塑造成第一维度(firstdimension，第一尺寸)，其中该第一维度具有第一端部长度。该方法还包括基于混合部件的几何形状将第二板层塑造成第二维度，其中第二维度具有与第一端部长度不相等的第二端部长度。该方法还包括将热塑性材料包覆成型在第一板层和第二板层上。本公开的进一步方面还提供一种混合部件，其包括多个排序的板层。多个排序的板层包括第一板层和与第一板层相邻的第二板层。第一板层构造有基于混合部件的几何形状的第一维度，其中第一维度具有第一端部长度，并且第二板层构造有基于混合部件的几何形状的第二维度，其中第二维度具有与第一端部长度不相等的第二端部长度。混合部件还包括包覆成型到多个排序的板层上的热塑性材料。考虑到以下详细描述、附图和权利要求，本公开的附加特征、优点和方面可得以阐明或显而易见。此外，应当理解的是，本公开的前述
技术实现思路
以及以下的详细描述均是示例性的，并且旨在提供进一步的解释而不限制所要求保护的本公开的范围。附图说明包括用于提供对本公开的这一步理解的附图包含在本说明书中并构成本说明书的一部分，图示了本公开的各方面并且与详细描述一起用于解释本公开的原理。除了对本公开的基本理解及其可以实践的各种方式所必需的之外，没有试图更详细地显示本公开的结构细节。在附图中：图1A、1B、1C和1D显示了用于产生复合层压件的典型示例性方法和由此生产的层压件。图2A、2B和2C示出了示例性混合结构。图3显示了根据本专利技术原理的用于减少复合层压件中的缺陷的示例性方法。图4A、4B和4C示出了根据本公开原理的包括选择性穿孔的多个板层的示例方面。图5A、5B、5C和5D示出了根据本公开原理的模板、板层和根据选择性穿孔特征和图案的部件的示例方面。图6示出了根据本公开原理的不对称边缘板层排序的示例方法。图7示出了根据本公开原理的用于部件边缘的不对称边缘板层排序的示例。图8示出了根据本公开原理构造的控制器。图9示出了用于单级层压和包覆成型的示例性方法。图10示出了用于单级层压和包覆成型的示例性设备。具体实施方式参考在附图中描述和/或示出并且在以下描述中详述的非限制性方面和实施例，更全面地解释了本公开的方面及其各种特征和有利细节。应当注意的是，附图中示出的特征不一定按比例绘制，并且如本领域技术人员将认识到的，即使本文没有明确说明，一个方面的特征可以与其他方面一起使用。可能省略了对公知组件和处理技术的描述，以免不必要地模糊本公开的方面。本文使用的实施例仅旨在促进理解可以实践本公开的方式，并且进一步使得本领域技术人员能够实践本公开的方面。因此，本文的示例和方面不应被解释为限制本公开的范围，本公开的范围仅由所附权利要求和适用法律限定。此外，应注意的是，在附图的若干视图中，相同的附图标记表示类似的部件。本公开涉及利用了选择性穿孔和/或板层排序技术的产品，例如复合层压体和混合体，以及利用选择性穿孔和/或板层排序技术生产产品的技术。如本文所用的“板层”可以指层，例如复合材料或层压材料的层。如本文使用的，“选择性穿孔特征”是表面中的连续切口、刺穿、孔洞或其它中断。表面可以是固体表面，可包括多个离散纤维的编织表面，其组合或替代物。如本文使用的，“选择性穿孔图案”是一个或多个选择性穿孔特征的图案。选择性穿孔图案可以与特定部件几何形状协调。与特定部件几何形状的协调并不意味着切口与部件几何形状的不同部分匹配，因为即使穿孔没有以一对一的方式在空间上与部件匹配，仍然可以提供预期的益处。如本文所用，在连续穿孔板层(它们可以相互邻近或不相邻，或者在它们之间具有一个或多个插入板层)中的两个或更多个选择性穿孔特征和/或选择性穿孔图案彼此偏移的情况下，出现“交错穿孔排列”。如本文所使用的，在连续的穿孔板层(它们可以相互邻近或不相邻，或者在它们之间具有一个或多个插入板层)中的两个或更多个选择性穿孔特征和/或选择性穿孔图案相对于共同的参考系移位、交错或旋转的情况下，出现“连续穿孔排列”，所述移位、交错或旋转的间隔使得穿孔根据可预测的进展覆盖参照系的不同区域。如本文所使用的，“随机穿孔排列(randomperforationarrangement，无规穿孔排列)”是指连续穿孔板层(它们可以相互邻近或不相邻，或者在它们之间具有一个或多个插入板层)中的选择性穿孔特征和/或选择性穿孔图案随机排列或没有刻意地彼此对齐。如本文使用的，“未穿孔的”是指未根据选择性穿孔特征或选择性穿孔图案创建附加的穿孔。此外，未穿孔的板层(或其它材料)仍然可以含有孔洞、穿隙或其它特征，该其它特征可以表征为基于其原始结构的穿孔(例如在纤维之间含有空间的层)。应当理解的是，本文使用的术语仅用于描述特定方面的目的，而不旨在限制。如说明书和权利要求中所使用的，术语“包含”可以包括方面“由…组成”或“基本上由…组成”。除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。在本说明书和所附权利要求中，将参考将在本文中定义的许多术语。如本文使用的，“不对称边缘板层排序”是指不同尺寸板层的提供或布置，或者相似尺寸但以不同位置的板层的提供或布置，使得板层相对于共同参考系不会在基本上共同的位置共享边缘。在不对称边缘板层排序的一个方面，每个板层具有不同的维度或与其紧邻的板层不对齐。替代方面可以以不同的方式布置。图1A、1B、1C和1D显示了用于产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种层压件，包括：a.分层布置的多个板层；b.所述多个板层的第一板层，所述第一板层包括第一选择性穿孔图案的第一选择性穿孔特征，其中，所述第一选择性穿孔特征与用于包覆成型的部件的几何形状相关；和c.所述多个板层的邻近所述第一板层布置的第二板层，其中，所述第二板层包括未穿孔的结构和第二选择性穿孔特征中的一种，并且其中，所述第二选择性穿孔特征不匹配所述第一选择性穿孔特征。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.18 US 62/409,6971.一种层压件，包括：a.分层布置的多个板层；b.所述多个板层的第一板层，所述第一板层包括第一选择性穿孔图案的第一选择性穿孔特征，其中，所述第一选择性穿孔特征与用于包覆成型的部件的几何形状相关；和c.所述多个板层的邻近所述第一板层布置的第二板层，其中，所述第二板层包括未穿孔的结构和第二选择性穿孔特征中的一种，并且其中，所述第二选择性穿孔特征不匹配所述第一选择性穿孔特征。2.根据权利要求1所述的层压件，其中，所述第一选择性穿孔特征和所述第二选择性穿孔特征限定交错穿孔排列、连续穿孔排列或随机穿孔排列中的一种。3.根据权利要求1至2中一项所述的层压件，进一步包括所述多个板层的邻近所述第二板层的第三板层，其中，所述第三板层包括所述第一选择性穿孔特征。4.根据权利要求1至2中一项所述的层压件，进一步包括所述多个板层的邻近所述第二板层的第三板层，其中，所述第三板层包括第三选择性穿孔图案的第三选择性穿孔特征。5.根据权利要求1至4中一项所述的层压件，其中，所述第一板层和所述第二板层经调整尺寸以用于不对称边缘板层排序。6.根据权利要求1至5中一项所述的层压件，进一步包括经构造和布置在所述多个板层上的包覆成型的热塑性部分，a.其中，所述第一板层和所述第二板层经调整尺寸以用于不对称边缘板层排序。7.一种用于生产层压体的方法，所述方法包括：a.提供分层布置的多个板层的第一板层；b.穿孔所述第一板层以形成根据第一选择性穿孔图案的第一选择性穿孔特征，其中，所述第一选择性穿孔特征与用于包覆成型的部件的几何形状相关；和c.邻近所述第一板层布置所述多个板层的第二板层，其中，所述第二板层包括未穿孔的结构和第二选择性穿孔特征中的一种。8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：a.将所述多个板层布置在压力机中；b.加热所述压力机；和c.使用所述压力机施加压力以由所述多个板层生产层压体。9.根据权利要求8所述的方法，包括：a.提供限定所述第一选择性穿孔图案的模板；和b.在穿孔所述第一板层之前，将所述模板与所述第一板层对齐。10.根据权利要求7或8中一项所述的方法，包括：a.穿...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏马塞克哈尔·博巴·文卡特，阿尔恩·阿什温·库马尔，克雷格·劳伦斯·米尔恩，拉加文德拉·贾尼瓦拉德，凯丽·斯皮尔斯，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL