复合材料制品制造技术

本发明专利技术涉及复合材料制品(1)，其包括由塑料形成的第一层(2)和支撑结构(11、3)以及布置于第一层(2)和支撑结构(11、3)之间的纤维层(4)。第一塑料层(2)至少在某些位置穿透纤维层(4)，使得第一塑料层(2)与纤维层(4)机械地互联。

Composite products

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合材料制品
本专利技术涉及复合材料制品和用于制造这种复合材料制品的方法。
技术介绍
由复合材料制成的制品在现有技术中是已知的。这些制品不仅因为其较高性能和相对较低的重量、而且因为其外观—这往往更为重要—而受到重视。然而，由复合材料制造的传统制品通常比较昂贵。DE102009016213A1以AudiAG的名义于2010年10月首次公布。该公布涉及一种方法，该方法包含布置热塑性箔和纤维性材料使得多层结构设置有箔和纤维层。复合材料的其中一个外侧面由箔形成，并且在箔之间布置有纤维层。多层纤维-热塑性-层状结构材料由箔和纤维性材料形成的多层结构制成。复合材料的形成热塑性箔的外侧面的热膨胀系数小于70×10-61/K。该公布描述了包含热塑性箔的多层纤维-热塑性-层状结构材料和用于制造汽车车身装置的方法。WO08058971A1以BondLaminatesGmbH的名义于2008年5月首次公布。该公布涉及一种具有塑料基质的纤维复合材料。增强纤维嵌入基质中。第一组增强纤维通过第一纤维-基质粘附联接到基质。第二组增强纤维通过第二纤维-基质粘附联接到基质。第二纤维-基质粘附形成为小于第一纤维-基质粘附。纤维-基质粘附的差异构造旨在改善彻底失效的情况下的复合材料的断裂行为。US2002016121A以DaimlerAG的名义于2002年2月首次公布。该公布描述了一种用于生产具有内部织物的部件的方法，该方法包含将至少两层织物一者位于另一者之上地分层放置。在各对相邻的织物层之间引入呈粉末形式或片材形式的塑料层。塑料具有对应于至多织物层的熔点和/或分解温度的熔点。在高于大气压力的压力下对织物层和塑料层进行加热和压制，在此期间塑料层至少部分地熔化。在达到所需的最终形式后，对部分熔化的塑料进行冷却，从而使织物层彼此结合。已冷却的塑料布置在织物层之间以及、特别地、至少部分地在织物层的纤维之间。DE4106692A1以BayerAG的名义于1992年9月首次公布。该公布涉及纤维增强塑料材料，该纤维增强塑料材料借助于双带式压力机由无变形纤维增强织物和热塑性塑料形成。在该方法中，在织物被传递到带式压力机中之前，将热塑性熔体的薄膜施加到织物上。通过将熔体冷却到其凝固点之下来锁定织物结构。当将织物进给到压力机中时，通过对压力机的卷轴施加制动而保持织物处于至少3N/cm的张力下。于是，可以监测纤维以便在进行处理之前免于变形。EP0418772A2以HoechstAG的名义于1989年9月首次公布。该公布涉及一种尺寸稳定的层压件，该层压件呈平坦板、管或非平坦的三维形状的形式，并且包括许多叠置的、压制在一起的热塑性薄膜，该热塑性薄膜为双轴或单轴拉伸。各塑料薄膜均至少在一侧上、但是通常在两侧上均涂覆有密封层，该密封层的熔点低于每个塑料薄膜的熔点。增强层嵌入层压件中，该增强层设置有开放截面并且在所有侧上均由密封层的可密封的聚合物包围。聚合物从两侧填充增强层的开放截面，并且与增强层形成不可分离的结合，该增强层在热压制成型之后合并到层压件的聚合物基质中。WO2006122987以与本文中公开的专利技术相同的申请人的名义于2007年6月首次公布。WO'987涉及一种用于由层压复合材料制造制品的方法。该方法通常包括预先形成至少一个材料层使得其对应于零件的表面，将纤维层施加到预先形成的材料层以及通过树脂使纤维结合以形成层压复合材料。根据应用领域，预先形成的材料层可以保留在结合的纤维上，或者可以在树脂固化后将其去除。WO13131781以与本文中公开的专利技术相同的申请人的名义于2013年9月首次公布。WO'781涉及一种用于由纤维增强复合材料生产部件的方法。在第一步骤中，设置模具，以及、在第二步骤中，将表面层引入到模具的腔中。在又一步骤中，将纤维层施加到表面层并且与表面层一起固化以形成第一部分。然后，对第一部分进行检查。如果检查结果正面，则将承载件结构可操作地连接到第一部分。依赖于环氧树脂基基质的复合材料在现有技术中是已知的。这些步骤意味着大量的体力劳动。其他问题是因注射期间的增压和树脂流动而导致的纤维的变形、集成诸如支架等的附加件时的大量付出。在涂装和回收各部分时，可能意味着其他困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种复合材料制品和一种用于制造这种复合材料制品的方法，该复合材料制品具有传统复合增强制品的外观但是具有新的性能。另一优点是，与传统的复合材料制品相比，根据本专利技术的复合材料制品可以更具成本效益地制成。除了相对较低的重量和较高强度，由现有技术已知的纤维增强材料制成的产品的光学外观引人注意。因此，客户期望穿过布置在外侧(通常是其中嵌入有纤维的基质的一部分)上的光学透明的保护材料层来观察增强纤维。与布置在外侧(例如盒体等)处的可见部分的光学外观相比而言，功能性不太重要，上述可见部分并非布置在下方的承载结构的一部分。由基质和嵌入其中的增强纤维组成的典型纤维增强制品的制造通常涉及劳动密集型并且因此昂贵的方法步骤。本文中公开的专利技术提供了一种具有成本效益且高效的方法，以使制品具有如上所述的纤维增强复合材料制品的外观但提供例如诸如柔韧性之类的新特性。本专利技术的一方面涉及这样的事实：即、使用增强纤维主要是由于其光学外观的原因而并非主要是由于其机械特性(较高的强度和刚度)的原因。因此，当将纤维嵌入周围的基质时，不需要在纤维和基质之间建立最大可能的粘附互联。这具有另一优点，即、可以减少、或者完全克服因热膨胀系数不同而导致的问题。当将纤维层、其优选地呈由纤维网状物组成的纺织物形式、嵌入基质中时，基质不仅沿着纺织物的外边缘而且还、例如通过横穿微细开口(细孔)延伸的桥接部、横穿纺织物地完全包围纤维。与现有技术不同，根据本专利技术制成的复合材料制品可以仅形成有一层纤维，并且由于目的不同，纤维不需要完全嵌入基质中。根据本专利技术的复合材料制品通常包括第一塑料材料(在下文中简称塑料)层、支撑结构和布置于第一塑料材料层和支撑结构之间的纤维层。在适当的情况下，可以施加多于一层的纤维。如在下文中针对其中至少一个层和/或其涂层使用的术语塑料主要涉及由各种不同的合成或半合成有机化合物组成的材料，该合成或半合成有机化合物可以模制成固体物体，或者至少曾通过能量而塑化。通过透明的聚酰胺、例如PA12或其化合物、可以得到良好的结果，该透明的聚酰胺提供良好的透明度并且提供光泽表面的能力。第一塑料层的厚度可以变化，并且不必沿纤维层恒定。在优选的变体中，如上所提及的纤维网状物优选地是由矩形编织的或接近矩形编织的单向纤维束形成的规则网状物。第一塑料层至少在某些位置穿透纤维层，使得第一塑料层与纤维层机械地互联。因此，第一塑料层和纤维层之间的相对运动至少在某些位置受到限制。特别地，第一塑料层和纤维层之间的在界面区域内的相对运动至少局部地受到限制。在优选的变体中，如本文中所提及的纤维网状物优选地是由矩形编织的或接近矩形编织的单向纤维束形成的规则网状物。可替代地或另外地，根据待实现的效果可以使用非规则布置的纤维。可以看到本专利技术的优点在于最终产品可以制成具有抵抗性但仍然可变形的事实。另一优点在于由于材料成分而导致产品可以易于回收。如果支撑结构包括第二塑料层，则可以得到纤维层的特别持久的固定/定位。第二塑料层可以至少部分地与纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料制品(1)，包括：a.第一塑料层(2)，和b.支撑结构(11、3)，以及c.布置于所述第一塑料层(2)和所述支撑结构(11、3)之间的纤维层(4)，其中d.所述第一塑料层(2)至少在某些位置穿透所述纤维层(4)，使得所述第一塑料层(2)与所述纤维层(4)机械地互联。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.17 CH 00183/17;2017.08.22 CH 01045/171.一种复合材料制品(1)，包括：a.第一塑料层(2)，和b.支撑结构(11、3)，以及c.布置于所述第一塑料层(2)和所述支撑结构(11、3)之间的纤维层(4)，其中d.所述第一塑料层(2)至少在某些位置穿透所述纤维层(4)，使得所述第一塑料层(2)与所述纤维层(4)机械地互联。2.根据权利要求1所述的复合材料制品(1)，其中，所述支撑结构(11)包括第二塑料层(3)。3.根据权利要求1所述的复合材料制品(1)，其中，所述第一塑料层(2)和所述支撑结构(11)横穿所述纤维层(4)而彼此互联。4.根据前述权利要求中的任一项所述的复合材料制品(1)，其中，所述纤维层(4)的纤维通过结合剂至少部分地彼此结合。5.根据前述权利要求中的任一项所述的复合材料制品(1)，其中，所述纤维层(4)的纤维来自以下纤维组：碳纤维、芳纶纤维、金属纤维。6.根据前述权利要求中的任一项所述的复合材料制品(1)，其中，所述第一塑料层(2)和所述支撑结构(11)通过多个桥接部(6)彼此互联，所述桥接部(6)布置于横穿所述纤维层(4)延伸的开口(10)中。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的复合材料制品(1)，其中，所述第一塑料层(2)和所述支撑结构(11)通过所述纤维层(4)的所述纤维彼此结合。8.根据前述权利要求中的任一项所述的复合材料制品(1)，其中，所述第一塑料层(12)和/或所述支撑结构(11)至少部分地光学透明，使得所述纤维层(4)的所述纤维从外侧至少部分地可见。9.根据权利要求8所述的复合材料制品(1)，其中，所述支撑结构(11)包括第二塑料层(3)，所述第二塑料层(3)至少部分地光学透明。10.根据权利要求9所述的复合材料制品(1)，其中，布置在观察者视角的外侧上的所述塑料层比布置在内侧上的另一所述塑料层具有更高的光学透明度。11.根据前述权利要求中的任一项所述的复合材料制品(1)，其中，多个桥接部(6)布置成邻近纤维网状物的结点。12.根据权利要求11所述的复合材料制品(1)，其中，所述桥接部(6)以规则和/或非规则的样式布置。13.根据权利要求11和12中的任一项所述的复合材料制品(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·施皮尔福格尔，C·西奥博德，S·施米茨，
申请(专利权)人：慕贝尔碳纤维技术有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT