制备包括不同功能区域的复合材料制造技术

本公开涉及用于制造由复合材料制成的制品的方法，所述制品包括来自针织预成型件的具有不同功能的区域。发明专利技术人已发现可以对包括不同组成的区域的干燥预成型件进行针织，然后通过将所述干燥预成型件熔化为包括具有不同功能的区域的固体复合材料来对所述干燥预成型件进行转变。通过不同功能，可提供不同刚度的区域、不同耐磨性的区域、以及不同电导率或热导率的区域、不同透明度的区域。不同透明度的区域。不同透明度的区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备包括不同功能区域的复合材料


[0001]本公开涉及一种包括不同功能区域的复合材料的制备方法。
附图说明
[0002]实施例以举例的方式示出，并且不受附图的限制。
[0003]图1包括包含不同柔韧性区域的制品的图示。
[0004]图2包括包含不同耐磨性区域的制品的图示。
[0005]图3包括包含不同热导率区域的制品的图示。
[0006]图4包括包含不同透明度区域的预成型件的图示。
[0007]图5包括从图4的预成型件获得的制品的图示，该预成型件包括不同透明度区域。
[0008]本领域的技术人员应当认识到，为简单和清楚起见，图中示出的各元件并不一定按比例绘制。
具体实施方式
[0009]以下论述将集中于本教导内容的具体实施方式和实施例。提供具体实施方式是为了帮助描述某些实施例，并且不应该被解释为是对本公开内容或教导内容的范围或适用性的限制。应当理解，基于本文所提供的公开内容和教导内容，可使用其他实施例。
[0010]术语“由...构成”“包含”“包括”“含有”“具有”“有”或它们的任何其他变型旨在涵盖非排他性的包含之意。例如，包含特征列表的方法、制品或装置不一定仅限于那些特征，而是可以包括未明确列出的或这种方法、制品或装置固有的其他特征。另外，除非另有明确说明，否则“或”是指包括性的“或”而非排他性的“或”。例如，以下任何一项均可满足条件A或B：A为真(或存在的)而B为假(或不存在的)、A为假(或不存在的)而B为真(或存在的)，以及A和B两者都为真(或存在的)。
[0011]而且，使用“一个”或“一种”来描述本文所述的元件和部件。这样做仅是为了方便并且给出本专利技术范围的一般性意义。除非很明显地另指他意，否则这种描述应被理解为包括一个、至少一个，或单数也包括复数，或反之亦然。例如，当在本文描述单个项时，可使用多于一个项来代替单个项。类似地，在本文描述了多于一个项的情况下，单个项可以取代多于一个项。
[0012]本专利技术涉及由复合材料制成的制品领域。复合材料应理解为表示包括由聚合物材料，特别是热塑性或热固性材料构成的基体的制品，该基体由熔点高于聚合物材料熔点的材料来进行增强。FRP通常是指“纤维增强塑料”。
[0013]复合材料已众所周知多年。相对于材料的重量，复合物材料具有良好的机械阻力。该类型的复合材料还具有非常好的耐腐蚀性。它们具有比单独使用的部件更优越的特性。
[0014]特别是在汽车或航空领域，它们可减轻传统上由钢制成的零件的重量。它们还具有良好的抗疲劳性。
[0015]增强件可以不同方式获得：通过添加分散在基体中的矿物纤维，通过使用钢架或
合成材料，通过使用增强纤维的织物，通过使用非织造件或垫子，或通过纺织工艺获得的其他制品。
[0016]织物增强件具有扁平结构并且由垂直布置的纬纱和经纱组成。织物增强件的制造需要针对每根经纱使用单独的线轴。
[0017]最近，针织增强件的使用已经显而易见。针织增强件应理解为表示通常由连续纱线获得的制品，其中纱线形成连续成行布置的交织的网。生产传统针织物仅需要一个纱线线轴以用于形成纱网。
[0018]纱线可为单丝或复丝类型。复丝可为粗纱(即一组未加捻而组装的平行连续细丝)、纤维纱线(即一组通过加捻而组装的不连续短纤维)。纱线还可为若干不同材料的纱线或细丝的组件。该组件可用于加捻、编织等。因此可生产包含聚合物材料和增强材料的纱线。例如，可将芳族聚酰胺、碳、玻璃类型等的增强纱线和热塑性纱线(聚丙烯、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺(PEI)等)进行组装。然后，该类型的纱线称为混纺纱。
[0019]对该类型的混纺纱进行针织可获得包含增强件和基体两者的干燥预成型件。
[0020]与织造增强件相比，针织增强件具有许多优点。
[0021]用聚合物材料(例如凝胶状)预浸渍的织造增强件通常被称为“预浸料”，必须轻柔地处理。当移除保护膜时，织造增强件很粘。它们仅能在室温下保持有限的时间。
[0022]在模具上悬垂织造增强件为一项漫长且需要小心处理的操作。它需要使用若干层“预浸料”，该预浸料必须根据模具的形状审慎地进行切割和布置，以确保足够的厚度，同时避免过多的重叠。
[0023]切割预浸料织物涉及占材料30％的制品废料。此外，制作织物需要数百个线轴。
[0024]生产传统针织物仅需要一个纱线线轴以用于形成纱网。不同的针织技术可使得获得以3D形式形成单件而无需缝纫的针织物成为可能。已知的针织技术允许执行圆针织或直针织。
[0025]纬编方法与经编方法之间有区别。
[0026]在纬编(也称为挑针)中，纱线优选地遵循行的方向(类似于织物的纬向)。同一行的每个环均一个接一个地进行针织。每一行均一个接一个地进行针织。单根纱线可用于制作整个针织物。每根针均单独进行控制；可在针织过程中实现复杂的3D形状。
[0027]在经编(也称为平针)中，纱线优选地遵循列的方向(类似于织物的经向)。同一行中的所有环同时进行针织。每一行均一个接一个地进行针织。每个网列需要一根纱线。针连接在不同的组中。可单独控制组，但不能单独控制构成它们的针。所生产的针织物为扁平的。尽管如此，仍可能存在厚度，但没有复杂的3D形状)。
[0028]持有人的专利申请FR 3065181教导了一种生产干燥预成型件的方法，该干燥预成型件用于制造由复合材料制成的制品。该文件描述了通过纬编至少一根网纱和至少一根单向增强纱线而生产的预成型件。该预成型件不再需要注入树脂，因为它通过针织增强材料的纱线或细丝和热塑性材料的纱线或细丝的混合物而形成，后者旨在在成形过程中熔化。经针织的纱线实际上由以下项组成：由热塑性材料制成的细丝和由增强材料制成的细丝的混合物。
[0029]文件US 2012/0168012描述了通过液体浸渍来生产的复合管。它们包括用作支撑件的圆形针织结构，通过浸渍在模具中将聚合物基体施加至该圆形针织结构。在合并该集
合之前，还会添加连续的附加层。
[0030]需要由复合材料生产包括具有不同功能的区域的制品。例如，不同功能是指：在一块耐钻孔/切割的材料中允许钻孔/切割的区域；刚性件中的柔性区域；隔热件中的导热区域。
[0031]使用传统的制造复合材料方法，来自不同材料的零件应分别制作，然后组装。
[0032]该组装为需要小心处理的步骤。所组装的复合物在组装点处具有更脆弱的区域。该组装还导致某些特性(特别是电特性)的不连续性，或者需要执行特定处理。该组装还可在表面中生成不连续性，该不连续性可产生湍流(参见航空轮廓)。由于引入了其他材料，该组装还导致超重。
[0033]本专利技术的目的为提供包括不同互穿功能的复合材料，而无需单独组装预先生产的零件。
[0034]根据特定实施例，已发现可以针织可包括不同组成的区域的干燥预成型件，然后通过将该干燥预成型件熔化为可包括具有不同功能的区域的固体复合材料来对其进行转变。该功能通常仅在合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造由复合材料制成的制品的方法，其中所述制品包括用纤维增强的聚合物材料的基体，所述聚合物材料的熔点低于构成增强纤维的材料的熔点，其中所述制品进一步包括至少两个具有不同功能的区域，其中至少一个区域包含占最终制品至少50重量％的聚合物材料，其中所述方法包括以下步骤：
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通过纬编以三维和连续件形式制作针织物，所述针织物构成对应于待获得的制品的形状的干燥预成型件，其中所述干燥预成型件包括至少两个具有不同组成的区域，
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通过在压力下加热以至少达到所述聚合物材料的熔点温度而不达到增强材料的熔点温度而成形，以及
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冷却由此获得的所述制品。2.根据权利要求1所述的方法，其中通过对直纬纱进行针织来进行三维形式的针织物的生产。3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中所述最终制品的至少一个区域包含占所述最终制品55重量％至85重量％的聚合物材料。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过对包含聚合物材料和增强材料的混纺纱进行针织来生产所述预成型件。5.根据权利要求1和3中任一项所述的方法，其中通过对增强纱进行针织来生产所述预成型件；所述聚合物材料以液态方式引入模具中。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述预成型件包括至少两个包含不同增强材料的区域。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述预成型件的两个区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：权利要求书一页说明书八页附图三页，
申请(专利权)人：法国圣戈班高性能塑胶公司，
类型：发明
国别省市：