由复合材料制造四边形壳体的方法和工装技术

本发明专利技术涉及一种用于制造四边形壳体的方法，该四边形壳体包括五个面以及这些面之间的不可展开的三面联接部，该方法包括以下步骤：i.切割包括连续纤维的料层（210，220），从而覆盖壳体的在三面联接区之外的五个面；ii.获得呈三面联接部的形状硬化的四个联接零件（320），每个零件包括在料层之间的连接区（321）；iii.定位并铺设在步骤i）中所获得的料层；iv.通过将连接区插入在两个料层之间来将四个硬化的零件（320）插入三面联接区中以便获得预成型体；v.将预成型体放置在工装（502，602）中，并且通过使在步骤iv）中所获得的组件经受预定压力/温度来进行含纤维料层的层压件的硬化。的硬化。的硬化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由复合材料制造四边形壳体的方法和工装


[0001]本专利技术涉及一种由复合材料制造四边形壳体的方法和工装。
[0002]本专利技术主要但非排他性地应用于行李箱领域，用于生产具有硬质壳体的手提箱或拉杆箱。

技术介绍

[0003]参考关于现有技术的图1，手提箱或硬质拉杆箱通常包括具有相等深度或不同深度的两个四边形壳体（100，此附图中仅示出两个壳体中的一个），四边形壳体包括由铰链和封闭机构组装的5个面。
[0004]每个壳体包括底部（101）和翻边（102）。
[0005]根据示意性实施方式，所述壳体由热塑性聚合物制成，该热塑性聚合物根据该实施方式用短纤维或连续纤维增强，也可以不用短纤维或连续纤维增强。
[0006]所谓的连续纤维（110）从壳体的一个自由边缘（191）延伸到另一个自由边缘（192）。这是连续增强在全文中的解释。
[0007]当壳体由连续纤维增强的复合材料制成时，该复合材料例如通过铺设预浸渍有聚合物基体的含纤维料层而获得，该基体在后续的步骤中通过热压法硬化成型。
[0008]文件EP 2 694 277描述了通过热压成型叠层的含纤维料层的示例。
[0009]壳体的面之间的联接区域（121，122）、特别是三面联接区域（121）或“拉杆箱拐角”是实现此方法的关键区域，特别是当所使用的增强纤维在成型温度下具有很低的塑性或不具有塑性时，或增强纤维的刚性阻碍其贴合此复杂轮廓时。
[0010]三面联接部（121）通常为球体的部分表面或椭球体的部分表面。
[0011]首先，在料层中不产生皱折的情况下难以使其贴合于这些形状，特别是作为不可展开区域的拉杆箱拐角（121）。
[0012]在不使用具有移动性或包括可充气部分的阳模（因此是复杂的工装）的情况下难以给这些区域施加压力。
[0013]难以通过快速加热和冷却工装来确保这些区域的均匀的加热温度，比如文件EP 2 694 277中所描述。
[0014]即使例如通过在成型过程中张紧纤维、通过成功地提供均匀的加热和足够的压力使所述区域硬化而成功地避免了皱折，纤维间的聚合物也可能产生皱折，从而导致聚合物基体的局部缺陷和外观缺陷。
[0015]因此，尽管EP 2 694 277中所描述的装置和方法对于制造具有浅冲压部的壳体（比如用于移动电话的保护性壳体）来说通常是令人满意的，但对于用连续纤维增强的、具有较深冲压部的壳体（比如用于行李箱应用）来说实现此方法仍然是高成本的。
[0016]文件EP 3 096 643 B1描述了一种包括由用聚合物纤维增强的聚合物制成的两个壳体的行李箱元件。所述壳体通过在热压/复合模塑操作中组装用聚合物纤维增强的聚合物基体板、更特别地通过组装底部与侧板而获得。因此，尽管每个板单独地用连续聚合物纤
维增强，但所获得的壳体由于在两个自由边缘之间没有连续纤维通过，而未被增强。

技术实现思路

[0017]本专利技术旨在解决现有技术的缺点并且出于此目的涉及一种用于制造四边形壳体的方法，该四边形壳体包括具有翻边的五个面以及这些面之间的不可展开的三面联接部，该方法包括以下步骤：i.切割包括连续纤维的料层，所述纤维从壳体的一个自由边缘延伸到另一个自由边缘，料层包括切口以便露出三面联接部所在的区域；ii.获得具有所述三面联接部的形状的四个硬化的联接零件，每个零件包括用于将该零件插入在料层之间的连接区；iii.定位并铺设在步骤i）中所获得的料层；iv.通过将连接区插入在两个料层之间而将四个硬化的零件插入三面联接区域中以获得预成型体的组件；v.将组件放置在工装中，在预定压力
‑
温度下使含纤维的料层层压件硬化。
[0018]因此，含纤维的料层仅覆盖可展开区域并且能够容易地铺设在工装中或工装上，而不会产生任何皱折。然而，所获得的复合材料零件通过从壳体的一个自由边缘延伸到另一个自由边缘的连续纤维的增强，确保了所述壳体的刚性和可靠性。
[0019]拉杆箱拐角在硬化之后完美地连接，而没有外观缺陷。
[0020]根据下文阐述的实施方式和变型来实现本专利技术，这些实施方式和变型应被单独考虑或根据任何技术上操作的组合来考虑。
[0021]根据实施方式，联接零件由热塑性聚合物制成，通过注塑成型工艺获得。这种生产工艺在所获得的形状方面是经济且可再生的。
[0022]替代性地，联接零件通过热压工艺而获得。
[0023]有利地，制成联接零件的聚合物用短纤维增强。因此，这些零件的机械强度得以改进。
[0024]有利地，制成联接零件的聚合物被选择成使得在步骤v）期间应用于组件的最大硬化温度大于所述聚合物的玻璃转化温度但小于所述聚合物的熔融温度。因此，在硬化步骤中，三面联接零件的形状适应于壳体的形状。
[0025]根据实施方式，联接零件在成型壳体的翻边之间延伸。此实施方式有可能简化料层的切割。
[0026]根据实施方式，步骤v）在包括成对的阳模和阴模的工装中进行，在步骤vi）中所获得的组件在步骤v）中被限制在阳模与阴模之间。
[0027]根据另一实施方式，步骤v）包括用不可渗透防水布铺盖在步骤iv）中所获得的组件上并且对防水布与工装之间所包括的空间进行抽真空。
附图说明
[0028]下文根据本专利技术的优选实施方式（这些优选实施方式绝不是限制性的）并且参考图1至图6披露了本专利技术，在附图中： [图1]根据立体图示出了可以用本专利技术的方法生产的零件的示例；
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[图2A]以俯视图示出了用于通过本专利技术的方法制造零件的料层的切口的示例； [图2B]以俯视图示出了用于根据本专利技术的方法制造壳体的料层的切口的另一个示例； [图3]根据局部截面视图示出了通过本专利技术的方法在工装中进行的预成型体的安装的示例； [图4]根据立体图示出了用于实现本专利技术的方法的联接零件的实施方式； [图5]根据截面视图示出了用于实现本专利技术的方法的工装的示例； [图6]根据截面视图示出了用于实现本专利技术的方法的工装的另一个示例。
具体实施方式
[0029]根据实施方式，实现本专利技术的方法和装置以用于生产四边形壳体，该四边形壳体与现有技术的四边形壳体相似、由包括用连续纤维（290）增强的热塑性聚合物基体的复合材料制成。
[0030]然而，本专利技术不限于此实施方式并且可以使用预浸渍有热固性聚合物的料层来实现。
[0031]出于此目的，通过层压包括连续纤维（290）的含纤维料层（210，220）来进行预成型。所述含纤维料层（210，220）中的至少一个含纤维料层包括连续纤维（290），一旦根据本专利技术的方法生产了壳体，这些连续纤维就会从所述壳体的一个自由边缘（291）延伸到另一个自由边缘（292）。
[0032]作为非限制性示例，所述含纤维料层包括：玻璃纤维；碳纤维；天然纤维比如亚麻纤维、竹纤维或剑麻纤维等；或呈织造织物或非织造织物的形式的涂覆有热塑性聚合物、与热塑性聚合物共混合或涂有热塑性聚合物膜的聚合物纤维。<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】1.一种用于制造四边形壳体的方法，所述四边形壳体包括具有翻边（102）的五个面以及所述面之间的不可展开的三面联接部（121），所述方法包括以下步骤：i. 切割包括连续纤维（290）的料层（210，220），所述连续纤维从所述壳体的一个自由边缘（291）延伸到另一个自由边缘（292），所述料层包括切口（221，222）以便露出所述三面联接部所在的区域；ii. 获得具有所述三面联接部的形状的四个硬化的联接零件（320），每个零件包括用于将所述联接零件插入在所述料层之间的连接区（321）；iii. 定位并铺设在步骤i）中所获得的所述料层；iv. 通过将所述连接区插入在两个料层之间来将所述四个硬化的联接零件（320）插入所述三面联接部所在的区域中以获得一个预成型体的组件；v. 将所述组件放置在工装（502，602）中，并且在预定压力
‑
温度下使含纤维料层的层压件硬化。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述联接零件（320）由热塑性聚合物制成。3.根据权利要求2所述的方法，其中，制成所述联接零件（320）的聚合物用短纤维增强。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟，
申请(专利权)人：罗图公司，
类型：发明
国别省市：