用于电磁焊接的纤维增强复合层压制件和电磁焊接该层压制件的模制部件的方法技术

本发明专利技术描述了用于电磁焊接层压制件的模制部件的纤维增强复合层压制件。层压制件具有多个结构层，每个结构层由嵌入热塑性基体的导电纤维形成，其中可通过生成电磁场的导电体在导电纤维中感应出涡电流。结构层包括第一对、第二对和任选第三对的两个邻接定位的结构层。第一对具有位于其结构层之间的中间层，该中间层基本上允许涡电流在第一对的两个结构层之间流动。第二对具有位于其结构层之间的中间层，该中间层基本上阻止涡电流在第二对的两个结构层之间流动。任选第三对在该对的两个结构层之间没有中间层。层压制件通过电磁场高效加热。热。热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电磁焊接的纤维增强复合层压制件和电磁焊接该层压制件的模制部件的方法
专利

[0001]本专利技术涉及复合材料领域。特别地，本专利技术涉及由电磁焊接复合材料制成的多个模制部件而形成的结构。本专利技术在通过电磁焊接多个复合模制部件而形成的航空结构领域有特定应用。

技术介绍

[0002]复合层压制件和模制部件制造形成的这类层压制件被用于越来越多的应用中，其中利用了复合材料相对高的比刚度和强度。在航空航天工业中减轻重量尤为重要。该工业常用的材料是碳纤维和热固性基体聚合物的复合层压制件。可以制造由这种层压制件制成的复杂模制部件，但是一旦这种部件中的热固性基体聚合物固化，其形状就是永久的。为获得复杂的结构，模制部件常常必须彼此连接或连接至其他部分，例如加强件。这通常通过机械手段如通过螺栓，或通过化学手段如通过粘合剂粘合来实现。
[0003]近年来，引入了碳纤维和热塑性基体聚合物的复合层压制件。这种热塑性复合层压制件可以在固化后成型，只需将热塑性聚合物基体加热至其软化或熔化温度以上。
[0004]由于碳纤维具有导电性，通过产生电磁场的电导体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于电磁焊接层压制件的模制部件的纤维增强复合层压制件，所述层压制件包括多个结构层，每个结构层由嵌入热塑性基体的导电纤维形成，其中可通过产生电磁场的导电体在所述导电纤维中感应出涡电流；其中所述多个结构层包括第一对、第二对和任选第三对的两个邻接定位的结构层，其中，
‑
所述第一对具有位于该对的两个结构层之间的中间层，其中所述中间层具有平面外体积电阻R1，R1基本上允许涡电流在所述第一对的两个结构层之间流动；
‑
所述第二对具有位于该对的两个结构层之间的中间层，其中所述中间层具有平面外体积电阻R2，R2基本上阻止涡电流在所述第二对的两个结构层之间流动；和
‑
所述任选第三对在该对的两个结构层之间没有中间层；其中并且，R1和R2是限定的且0<R1<R2，并且其中每个对中的中间层与每个对中的两个结构层的区别在于每个对中的中间层不包括导电纤维。2.根据权利要求1所述的层压制件，其中，所述层压制件具有可电磁焊接的外表面，并且所述第一对在所述层压制件的平面外方向上在所述层压制件的可焊接外侧位于所述层压制件中。3.根据权利要求1或2所述的层压制件，其中，所述层压制件具有可电磁焊接的外表面，并且所述第二对或任选第三对中的一个在与可焊接外侧相反的外侧或所述层压制件内侧位于所述层压制件中。4.根据前述权利要求中任一项所述的层压制件，其中，至少所述第二对中的中间层包括非导电纤维，如以厚度校准纱布或网状物的形式。5.根据前述权利要求中任一项所述的层压制件，其中，所述第一对、第二对和/或任选第三对的结构层中的至少一个中的导电纤维在邻接结构层中的至少一个中局部中断。6.根据权利要求5所述的层压制件，其中，所述第一对、第二对和/或任选第三对的结构层中的两个中的导电纤维沿着该对的一个结构层中的一条线局部中断，并且沿着该对的另一个邻接层的另一条线局部中断，其中两条线彼此相交。7.根据权利要求5所述的层压制件，其中，所述第一对、第二对和/或任选第三对的结构层中的两个中的导电纤维沿着该对的一个结构层中的一条线局部中断，并且沿着该对的另一个邻接层的另一条线局部中断，其中两条线彼此重合。8.根据权利要求5至7中任一项所述的层压制件，其中，所述第一对和/或任选第三对中的导电纤维局部中断。9.根据前述权利要求中任一项所述的层压制件，其中，所述结构层中的导电纤维是单向取向的。10.根据权利要求9所述的层压制件，其中，至少所述第一对包括单向纤维方向在一个结构层与另一个结构层之间不同的结构层。11.根据前述权利要求中任一项所述的层压制件，其中，所述第一对的中间层包括热塑性聚合物，并且具有0.05至0.15mm，更优选0.07至0.12mm的平均厚度。12.根据前述权利要求中任一项所述的层压制件，其中，所述第二对的中间层包括热塑性聚合物，并且具有大于0.20mm的平均厚度。13.根据前述权利要求中任一项所述的层压制件，其中，所述结构层具有厚度和富含基
体聚合物区域，所述富含基体聚合物区域在一些层的一侧或两侧处延伸所述厚度的一部分。14.根据权利要求13所述的层压制件，其中，所述第一对和/或第二对的中间层由该对的邻接结构层中的至少一个的富含聚合物区域形成。15.根据权利要求13所述的层压制件，其中，所述第二对的中间层由该对的两个邻接结构层的富含基体聚合物区域形成。16.根据权利要求13至15中任一项所述的层压制件，其中，对的邻接结构层各自具有接触区域，并且所述富含基体聚合物区域延伸所述接触区域的一部分。17.根据权利要求16所述的层压制件，其中，所述邻接结构层各自具有接触宽度和长度，并且所述富含基体聚合物区域延伸所述接触宽度或长度的一部分。18.根据前述权利要求中任一项所述的层压制件，其中，所述第一对的中间层包括嵌入热塑性聚合物的导电颗粒以调节平面外体积电阻R1，基本上允许涡电流在所述第一对的两个结构层之间流动。19.根据前述权利要求中任一项所述的层压制件，其中，所述第一对和/或第二对的结构层和/或中间层的基体热塑性聚合物包括半晶聚芳醚酮热塑性聚合物。20.根据前述权利要求中任一项所述的层压制件，其中，所述第一对和/或第二对的邻接结构层的中间层的材料具有如ASTM D257测量的10
15
Ohm.cm至20
×
10
15
Ohm.cm的体积电阻率。21.制造根据前述权利要求中任一项所述的复合层压制件的模制部件的方法，其中所述方法包括以下步骤：
‑
提供多个结构层，每个结构层包括嵌入热塑性基体的导电纤维；
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔滕，
申请(专利权)人：郭amp，amp，万恩格伦复合结构有限公司，
类型：发明
国别省市：