用于制造由纤维复合材料构成的构件的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于制造由纤维复合材料(2)构成的构件的方法和装置，其具有如下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造由纤维复合材料构成的构件的方法和装置


[0001]本专利技术涉及一种用于制造由纤维复合材料构成的构件的方法，其具有如下步骤：
‑ꢀ
在内模具与外模具之间形成的模具空间内将由以基质浸渍的纤维构成的多个层引入到内模具上，
‑ꢀ
将朝向外模具密封的膜片放置到以基质浸渍的纤维上，如此使得在外模具与膜片之间形成沿着外模具的周面延伸的空腔，以及
‑ꢀ
以具有大于基质的熔点的温度和大于周围环境压力的压力的可调温的压力流体加载空腔，如此使得可调温的压力流体以压力作用到膜片上。
[0002]本专利技术此外涉及一种用于在内模具上制造由纤维复合材料构成的构件的挤压组件，其具有：
‑ꢀ
外模具，其与内模具形成模具空间，
‑ꢀ
朝向外模具密封的、与该外模具形成空腔的膜片，
‑ꢀ
和压力联接件，其用于以可调温的压力流体填充空腔，使得压力和温度可以作用到膜片上。

技术介绍

[0003]在DE 10 2017 113 595 A1 中详细地描述了这种方法和这种挤压组件。本专利技术由该描述的方法或该描述的挤压组件的改进产生。
[0004]优选地，膜片由金属制成并且在模具空间内分隔出空腔。作为可调温的压力流体，通常最合理地使用热油(Thermo
ö
l)。
[0005]属于纤维复合材料的有机板材在现有技术中是已知的并且尤其被使用在飞机制造和汽车制造中，以便相对于传统的材料在刚性类似或甚至更好的情况下获得显著更轻的构件。这种有机板材通常具有嵌入到热塑性的塑料基质中的纤维织物或纤维布(Fasergelege)，并且经常与作为纤维材料的玻璃、芳纶或碳一起作为纤维基质半成品存在。例如，有机板材由合并的预浸料层产生。因为预浸料能够以简单的方式借助于已知的金属加工的方法热成型，造成与常规的热固性的纤维复合材料相比更短的过程时间。
[0006]在飞机制造的领域中，由纤维复合材料构成的在剖面中半圆形的机身部分最近被单独地预制为下壳和上壳，并且在随后的最终装配中组装成成品的飞机机身。机身部分通常借助于内模具和外模具在C型框架挤压机中成型。
[0007]在借助于根据DE 10 2017 113 595 A1 的方法制造大型复合构件的情况下确保了恒定的合并压力(Konsolidierungsdruck)全面地作用到飞机机身半部上。此外，可以保证，例如在半圆形飞机机身半部的纵向边缘处的合并压力相对于构件具有足够大的或总体存在的法向分量。
[0008]然而，在制造中发现，从期望更厚的壁厚区域到更薄的壁厚区域的过渡醒目地阶级状地设计。这不仅不美观，而且例如在飞机构件、船舶构件或汽车构件中具有在表面处产生空气或水的涡流的特性。

技术实现思路

[0009]由此出发，本专利技术的目的是，说明一种方法和一种挤压组件，借助于所述方法和挤压组件可以制造由纤维复合材料构成的构件，其在制造过程中面向膜片的侧面上局部地具有由以基质浸渍的纤维构成的至少一个增强层，但仍然具有特别平滑的、无阶级的表面。
[0010]本专利技术的目的在方法方面通过权利要求1的特征来实现，并且尤其由此来实现，即将具有主要平行取向的纤维的在膨胀方面更小的至少一个增强层借助于放入装置局部地放置到基层的面向外模具的侧面的一部分上，并且随后具有1.0
µ
m之下、优选地0.1
µ
m之下的平均粗糙度的膜片将设定的在空腔中的压力施加到构件上。有利的设计方案在从属权利要求中说明。
[0011]本专利技术的目的在挤压组件方面通过权利要求8的特征来实现，并且尤其由此来实现，即存在放入装置用于将由以基质浸渍的纤维构成的多个层连续放置到内模具上，并且其适合于将在膨胀方面更小的至少一个增强层局部地放置到基层的面向外模具的侧面的一部分上，并且具有1.0
µ
m之下、优选地0.1
µ
m之下的平均粗糙度的膜片如此布置和密封，使得空腔中的压力将膜片压到至少一个增强层和基层上。
[0012]增强层即利用放入装置被放置到基层上。在此，纤维可以如此取向，使得其相对于基层的纤维形成期望的角度。在将增强层的准确的放置区域保持到基层上时的精度利用放入装置来实现。例如以预浸料的形式的增强层在此通常具有50
µ
m至200
µ
m的厚度。与此相反，基层例如也可以由有机板材形成。
[0013]由将可调温的压力流体用作在外模具与膜片之间的空腔中的压力
‑
和加热介质的基本构思出发，可以全面地在膜片处实现一样大的合并压力、以基质浸渍的纤维的针对性的且均匀的加热以及可调温的压力流体的用于冷却和维持构件的快速交换。
[0014]在挤压过程中，于是令人惊讶地表明，具有基本上平行取向的纤维的增强层借助于“镜面平滑”的膜片产生构件的与利用目前为止使用的膜片不同的特性。在此，在放置侧处的膜片的平均粗糙度应处于1.0
µ
m之下，优选地0.1
µ
m之下，并且相当优选地甚至0.05
µ
m之下。在挤压过程之前放入增强层之后清楚可见的阶级利用这样的膜片在挤压过程之后完全消失。取而代之，产生了完全平滑的表面，亦即达到不再可感觉从基础层到增强层的过渡的程度。极其平滑的膜片原因在于，由于可调温的压力流体作用到膜片上的和因此作用到以尤其热塑性的塑料基质浸润的纤维上的挤压压力在膜片的每个部位处在膜片的法向的方向上和因此同样在所放入的增强层的阶级的方向上相对于基层起作用。每个阶级以这种方式被平滑成弯曲的面。假设纤维的很大程度的平行度给出自由空间，在外棱边处也可以如此强烈地挤压增强层，使得实现到基层的不可感觉的过渡。
[0015]从属权利要求的相同的专利技术对象不仅对该方法而且对挤压组件有效。
[0016]如此，有利的是，膜片具有0.05mm
‑
0.5mm的厚度。
[0017]优选地马氏体的优质钢作为膜片在该厚度中具有期望的延展性和拉伸强度。同时，在放入增强层时可以通过在外模具处的磁体使膜片保持，一直直到压力大到使得膜片从磁体上松开并且被压到增强层上。
[0018]优选的是，至少一个增强层具有与基层相同的基质材料。
[0019]基层的热塑性的基质材料和增强层的热塑性的基质材料那么可以在超过熔点之后形成一个整体。
[0020]优选地，具有朝向外模具越来越小的面积大小的多个加强层被层叠或来层叠。
[0021]并且特别优选地，具有朝向外模具越来越小的面积大小的增强层不突出超过位于下方的增强层。
[0022]以这种方式，可以在基层上产生增强层的多层的加厚部，其呈现具有极其平滑的表面的拱曲部。
[0023]有利地设置成，纤维具有在1与20
µ
m之间的厚度。
[0024]尤其在下部区域中，纤维薄到使得阶级借助于熔化的倾斜伸延的基质材料不再可感觉。而在增强部的区域中穿过构件的每个剖面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造由纤维复合材料(2)构成的构件的方法，其具有如下步骤：
‑ꢀ
在内模具(3)与外模具(4)之间形成的模具空间(9)内将由以基质浸渍的纤维构成的多个层(10,11)引入到所述内模具(3)上，
‑ꢀ
将朝向所述外模具密封的膜片(6)放置到以所述基质浸渍的纤维上，如此使得在所述外模具(4)与所述膜片(6)之间形成沿着所述外模具的周面延伸的空腔(7)，以及
‑ꢀ
以具有大于所述基质的熔点的温度和大于周围环境压力的压力的可调温的压力流体加载所述空腔(7)，如此使得所述可调温的压力流体以压力作用到所述膜片上，其特征在于，将具有主要平行取向的纤维的在膨胀方面更小的至少一个增强层(11)借助于放入装置(12)局部地放置到基层(10)的面向所述外模具(4)的侧面的一部分上，并且随后具有1.0
µ
m之下、优选地0.1
µ
m之下的平均粗糙度的膜片(6)将设定的在所述空腔中的压力施加到所述构件(2)上。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述膜片(6)具有0.05mm
‑
0.5mm的厚度。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一个增强层(11)具有与所述基层(10)相同的基质材料。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，具有朝向所述外模具(4)越来越小的面积大小的增强层(11)被层叠。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述增强层(11)被如此层叠，使得朝向所述外模具(4)越来越小的面积大小不突出超过位于下方的所述增强层。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述纤维具有在1与20
µ
m之间的厚度。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述可调温的压力流体的温度被设定到高达400℃并且设定超...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：辛北尔康普机器及成套设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：