由纤维复合材料制成的模制件制造技术

模制件包括由纤维复合材料制成的沿面延伸的层和在模制件上固定安置的扫描装置，所述扫描装置配置用于，确定模制件的在扫描装置所处安置位置上的物理性质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由纤维复合材料制成的模制件本专利技术涉及一种由纤维复合材料制成的模制件。本专利技术尤其涉及对所述模制件的物理性质的检查。轨道交通工具的、例如机车、有轨公交车或铁路车辆包括车架和饰面。所述饰面可以尤其应用于前部区域中，以便实现气动动力学上有利的形状，确保防碰撞保护或保护交通工具的元件免受环境因素、例如湿气、冰雪或污染的影响。饰面可以包括模制件，所述模制件利用纤维复合材料构成。更多的模制件可以应用于交通工具的外层上、前端上、车头、车前盖或顶部件上。纤维复合材料由嵌入基质中的纤维构成。包括纤维复合材料的模制件可以兼具较轻的重量和较高的强度。此外，模制件还可以是价格低廉、耐用且耐化学试剂的，并且提供优异的形状多样性。文献WO2010/029188A1教导了一种交通工具头部结构、尤其轨道车辆的交通工具头部结构，其中，交通工具头部结构完全通过由纤维复合材料制成的结构元件构成。文献DE102006018461A1建议，由纤维增强塑料制成的模制件配备有至少一个RFID转发器，以便识别模制件的真伪。为了检查由纤维复合材料制成的模制件的损伤、例如由于石击或事故造成的损伤，通常需要外置设备，所述外置设备由受过训练的人员操作。此外，会需要关于模制件的准确了解，以便例如能够将层压的强化元件与损伤相区分。所述探查可能是费时的，而且可能会要求拆卸交通工具的模制件或其他部件。文献DE102007014696B3涉及一种用于检测材料、尤其轻型结构的材料的结构性信息的技术。为此，压电传感器面状在待检查的材料上分布地安置，并且沿面方向上的波在传感器之间被交换。然而该技术需要根据各个构件个别调整地制备测量值。本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种改进的技术，用于检查具有纤维复合材料的模制件的损伤。本专利技术借助独立权利要求的技术方案解决所述技术问题。从属权利要求反映优选的实施方式。模制件包括由纤维复合材料制成的沿面延伸的层和在模制件上固定安置的扫描装置，所述扫描装置配置用于，确定模制件的在扫描装置的安置位置处的物理性质。通过点状地在安置位置上确定所述物理性质，不需要沿面方向在确定的物理性质与模制件的形状之间建立关联。不一定要实施沿面方向相互间隔的多个扫描装置的校准和相互匹配。由此可以显著降低为确定损伤的处理耗费。根据确定的物理性质能够以简单且可理解的方式确定模制件的状态。由此模制件可以在检查的进行期间保留在其安装地点。所述检查可以迅速且以较低费用实施。在一种实施方式中，甚至可以在设备的运行过程中实施检查，在所述设备上构造有该模制件。所述设备可以例如包括轨道交通工具，其中，模制件可以包括例如交通工具上的饰面、外层、前端、车头、顶部件、车前盖或其他元件。为了检查模制件不需要移动的扫描装置或对处理模制件培训过的人员。设备的运行者可以自行实施对模制件的检查，而无需要求外来支持。尤其有利的是，沿面方向在层上分散安置多个扫描装置。通常，模制件沿垂直于层的方向具有基本上恒定的厚度。于是借助扫描装置确定的物理性质可以相互比较，尤其在相邻的扫描装置之间比较。然而针对所建议的技术，模制件还可以具有变化的厚度。为了确定损伤，还可以在一个位置上关于时间来分析物理参数的变化。由于不同扫描装置的扫描之间不具关联，可以通过简单的形式实施对损伤的确定。扫描装置可以优选安置在模制件的位置上，所述位置对于模制件的状态更具证明力或者对于该位置来说损伤的概率更高。扫描装置之间的相对间距可以例如在约为20至120mm的范围内。在此，扫描装置可以规则地布置，例如以矩阵或蜂巢类型的栅格的形式布置，或者可以不规则地按照散布原理布置。在此优选的是，模制件的任一点与最接近的扫描装置的最大间距不超过预定的数值。在第一方案中，扫描装置可以是有线的，其中，供能或数据线路可以与模制件和尤其与层固定连接。在另一种方案中，扫描装置是无线的，并且供能或数据连接可以借助电磁波建立。为此，尤其可以使用已知的无线技术、例如RFID或蓝牙。在所有的实施方式中优选的是，构造标准化的接口，确定的物理性质通过所述接口被提供。所述接口既可以是实体上定义的也可以是逻辑上定义的。更优选的是，沿垂直于层的方向确定物理性质。尤其当层具有基本上恒定的厚度时，在邻近的安置位置处的确定的物理性质相互间具有关联。在此不需要准确地获知安置位置，因为确定的物理性质不受扫描装置相互间间距的影响。然而当模制件在面上具有变化的厚度时，可以实施沿厚度方向的测量。物理性质优选与模制件的损伤相关。例如物理性质可以包括导热性能、用于波、尤其声波或电磁波的传导性或回声表现、导电性、电容或电感。如果构件受损，那么在损伤的区域中的物理性质发生改变，从而能够根据物理信号检查构件的损伤。在此，损伤可以包括老化、受潮损伤、辐射损伤、裂纹或微裂纹、孔隙或断裂。模制件的功能性可以尤其在关键的构件上更好地确定。所述层可以面状地与其他层相连，并且损伤可以包括两个层相互间的剥离。这种损伤也被称为分层或脱层，并且可以例如出现在由纤维复合材料制成的不同层之间。在另一种实施方式中，其他层包括载体结构，所述载体结构尤其可以构造为泡沫芯。模制件可以由此构造为单侧或双侧的三明治结构或者说夹心结构。借助传统的方法仅能极其困难地证明层与载体结构的局部分层。借助在所述模制件上的至少一个扫描装置能够使剥离在相对较早阶段就被可靠地识别。可以检查模制件的不同的物理性质。在一种实施方式中，扫描装置包括用于在模制件中传播的波的发送器和接收器，所述接收器配置用于扫描波的反射。所述波尤其可以是机械式的，其中也涉及固体声。发送器和接收器能够合并，并且例如构造为压电元件的形式。在其他的实施方式中，还可以使用电磁波，例如在雷达或X射线范围内。在另外的实施方式中，还可以针对热量确定延展性。总体上优选的是，检查模制件沿厚度方向、也即垂直于面方向的物理性质。扫描装置可以尤其一件式地实施。对物理性质的分析是被允许的，而无需使两个或更多个相互独立地安置在模制件上的元件相互协调。在另一种实施方式中，扫描装置包括电流回路，所述电流回路沿垂直于层的方向流经模制件的区段。在第一方案中，导电的元件为此设置在该位置处，在第二方案中，电流直接流经模制件。当纤维复合材料是传导性的时，例如通过导电纤维、如碳纤维构成时，该方案尤其可以是有利的。由纤维复合材料制成的层则可以构成第一电极，并且在每个扫描装置上设置第二电极，电流可以从第一电极沿垂直于层的方向经过模制件流至第二电极。通常模制件的电导或电阻被确定，然而在另一种实施方式中，也可以记录其他的可电扫描的性质，例如模制件的电容或电感性质。一种系统包括上述模制件和处理装置，所述模制件带有多个扫描装置，所述处理装置配置用于，根据在扫描装置的安置位置上确定的物理性质来确定模制件的损伤。如果扫描装置无线地设计，优选的是，处理装置进行至扫描装置的能量传递和/或与扫描装置的无线通信。处理装置可以相对于模制件独立地设置或固定安置在模制件上，以便与模制件集成地实施。处理装置的用于提供扫描或确定结果的接口优选以电的方式实施。在一种特别优选的实施方式中，处理装置配置用于，当在面中的点处确定的物理性质位于预定的范围之外时，确定模制件的损伤。例如可以为在扫描装置处的电阻规定约5至500Ω的范围。如果在扫描装置处的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模制件(105)，其中，所述模制件(105)包括如下：‑由纤维复合材料制成的层(115)，其中，所述层(115)沿面(125)延伸；和‑固定安置在所述模制件(105)上的扫描装置(130)，所述扫描装置配置用于确定所述模制件(105)在扫描装置(130)的安置位置(x)处的物理性质(p)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.02 DE 102016221469.11.一种模制件(105)，其中，所述模制件(105)包括如下：-由纤维复合材料制成的层(115)，其中，所述层(115)沿面(125)延伸；和-固定安置在所述模制件(105)上的扫描装置(130)，所述扫描装置配置用于确定所述模制件(105)在扫描装置(130)的安置位置(x)处的物理性质(p)。2.根据权利要求1所述的模制件(105)，其中，多个扫描装置(130)沿面方向分散安置在所述层(115)上。3.根据权利要求1或2所述的模制件(105)，其中，沿垂直于所述层(115)的方向确定物理性质(p)。4.根据上述权利要求中任一项所述的模制件(105)，其中，所述物理性质与模制件的损伤相关。5.根据权利要求4所述的模制件(105)，其中，层(115)面状地与另外的层(120)相连，并且所述损伤(205)包括所述层(115)的区段与另外的层(120)的剥离。6.根据权利要求4所述的模制件(105)，其中，载体结构(120)面状地与两个层(115)相连，所述层位于所述载体结构(120)的不同侧面上。7.根据上述权利要求中任一项所述的模制件(105)，其中，所述扫描装置(130)包括用于在所述模制件(105)中传播的波的发送器和用于所述波的反射的接收器。8.根据上述权利要求中任一项所述的模制件(105)，其中，所述扫描装置(130)包括电流回路，所述电流回路沿垂直于所述层(115)的方向流经所述模制件(105)的区段。9.一种系统，其包括根据权利要求2至8中任一项所述的模制件(105)和处理装置(110)，所述处理装置配置用于，根据在所述扫描装置(130)的安置位置(x)处确定的物理性质(p)确定所述模制件(105)的损伤(205)。10.根据权利要求9所述的系统(100)，其中，所述处理装置(110)配置用于，当在所述面(125)中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：U劳施克，
申请(专利权)人：福伊特专利有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE