用于生产结构部件的方法技术

本发明专利技术公开一种用于生产尤其在航天部门中的结构部件的方法。将由可在第一硬化温度下硬化的复合纤维材料制成的未硬化的预浸渍织物（６）形成为预定形状。然后，将未硬化的预浸渍织物（６）连接到复合纤维材料的至少一个保持部分（１２，１３），所述至少一个保持部分在第二硬化温度下被部分地硬化，用于将未硬化的预浸渍织物（６）保持在预定形状下，其中，第二硬化温度低于所述第一硬化温度。在进一步的步骤中，在第一硬化温度下硬化连接到至少一个保持部分（１２，１３）的未硬化的预浸渍织物（６），以形成结构部件。本发明专利技术所基于的构思在于利用复合纤维材料的至少一个保持部分（１２，１３）替代先前用于保持尺寸不稳定的预浸渍织物的昂贵的特殊钢工具，其中至少一个保持部分（１２，１３）比预浸渍织物（６）具有较低的硬化温度，因此可以用低成本工具生产所述至少一个保持部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种特别在航天部门。
技术介绍
虽然本专利技术可应用到任何结构部件，但是本专利技术和其所基于的问题的详细说明涉及飞行器T形纵梁加强蒙皮的生产。从本领域规定中己知用于生产T形纵梁加强蒙皮的多种方法。 这些方法之一提供布置在未硬化的蒙皮上的未硬化的T形纵梁。在这 种情况下，T形纵梁和蒙皮每个都由碳纤维塑料(CFC)预浸渍材料形成。在 进一步的步骤中，在随后的硬化步骤之前和硬化步骤期间提供工具，用于 将T形纵梁保持在蒙皮上的适当位置中，并且特别地用于防止纵梁腹板的 "坍陷"。因为CFC-预浸渍材料的长度由于其较低的热膨胀系统而在用于高强 度的T形纵梁加强蒙皮所需的在大约125。C到180。C的范围内变化的硬化 温度下几乎没有任何变化，因此工具也必须由具有如此低的热膨胀系数并 且也抵抗硬化温度的材料形成。因此，目前工具由特殊钢制造而成，这涉及到较高的成本。这里成本 一方面来自特殊钢本身的高材料价格，和另一方面来自为生产工具而对材 料进行机加工所花费的高费用。此外，这种工具相对来说不易弯曲，即，例如只要纵梁形状变化时， 工具需要昂贵的再加工费用。特别是用于生产达到大约35米长的飞行器的机翼部分时，这种工具的另一个群点在于工具相当大的重量，这致使难以操作这些工具。
技术实现思路
因而，本专利技术的目的是提供，所述结构部件在不需要上述工具的情况下由特殊钢形成。根据本专利技术，此目的通过具有权利要求l所述的特征的方法来实现。因此，提供一种用于生产尤其在航天部门中的结构部件的方法，具有 以下方法步骤。首先，将在第一硬化温度下由可硬化的复合纤维材料制成 的未硬化的预浸渍织物形成为预定形状。在进一步的方法步骤中，将未硬 化的预浸渍织物连接到至少一个保持部分，所述至少一个保持部分在第二 硬化温度下被至少部分地硬化，用于将为硬化的预浸渍织物保持在预定形 状下。在这种情况下，第二硬化温度低于第一硬化温度。在进一步方法步 骤中，在第一硬化温度下硬化连接到至少一个保持部分的未硬化的预浸渍 织物以形成结构部件。本专利技术所基于的构思在于，代替昂贵的特殊钢工具，提供低成本的、 至少部分被硬化的复合纤维材料的保持部分，用于在复合纤维材料的硬化 期间保持预浸渍织物。出于此目的，至少一个至少部分被硬化的保持部分由在相当地低的硬 化温度下已经被硬化的复合纤维材料够构成。因此，也可以提供工具，用 于由具有相当高的热膨胀系数的材料生产至少一个保持部分。材料选择方 面的灵活性的结果使被简单地进行机械机加工并且相对较低成本的材料 (例如，铝)用于生产至少一个保持部分的工具，且在生在至少一个保持部 分中产生仅低成本的结果。以此方式在低成本下产生的至少一个保持部分 然后以一定形式连接到未固化并因此尺寸不稳定的预浸渍织物，用于保持 所述预浸渍织物。复合纤维材料的至少一个保持部分还具有的优点在于至少一个保持 部分具有与未硬化的预浸渍织物的复合纤维材料非常相似的热膨胀系数。 因此，在高硬化温度下的硬化期间，在预浸渍织物与至少一个保持部分之 间没有有害的应力。从属权利要求说明本专利技术方法的有利改善和改进。第一和第二硬化温度每个都涉及预浸渍织物的复合纤维材料的基质 或至少一个保持部分的复合纤维材料的基质被活化(g卩，在各自基质发生的高分子主链之间发生交联)的温度。复合纤维材料的预浸渍织物和复合纤维材料的保持部分在上下文中被理解为由具体地为带状纤维的纤维结构构成，所述纤维结构优选地具有 层压结构。根据被生产的结构部件的载荷，带状织物中的纤维优选地以优 化的方式被设计。纤维结构和/或纤维织物浸渍有具体地为环氧树脂基质 的基质。未硬化的预浸渍织物"形成"预定形状优选地被理解为未硬化的预浸 渍织物的热成型。然而，也可以通过在预定几何形状上(例如，工具或在 至少一个保持部分本身上)沉积预浸渍织物而执行"形成"为特定形状。"未硬化的预浸渍织物"被理解为表示未硬化的，甚至湿的预浸渍织物 或者还是仅部分地被硬化的预浸渍织物。根据本专利技术的改进，至少一个保持部分在连接过程期间以牢固结合的 方式具体地在同一平面内连接到未硬化的预浸渍织物，以形成一体式结构 部件。原则上，可以考虑仅仅通过合适的固定装置(例如，销)将保持部 分连接到未硬化的预浸渍织物，并且在此条件下硬化所述保持部分和所述 未硬化的预浸渍织物。然而，当至少一个保持部分以牢固结合的方式连接 到未硬化的预浸渍织物时，可以实现非常更加稳定的结构部件。在本专利技术 的实施例中，通过将未硬化的预浸渍织物和至少一个保持部分挤压在一起 而将所述未硬化的预浸渍织物连接到至少一个保持部分。具体地由于如此 实现的预浸渍织物的基质流动，这导致保持部分有利地嵌入预浸渍织物 内。基本上可实现将被生成的高强度的结构部件。在本专利技术的实施例中，至少一个保持部分形成有内轮廓，所述内轮廓 与连接之前将被形成的预浸渍织物的外轮廓相对应。因此，在保持部分和 预浸渍织物之间可以实现尽可能大区域上(尤其在邻近接触部内)的接触， 并因此对所述预浸渍织物实现特别好的支撑。根据本专利技术的改进，在连接之前，至少一个保持部分以弯曲的方式形 成有半径，合适的凹入部切入到至少一个保持部分内，以补偿由相对于中 间弯曲线而被縮短的区域所产生的剩余材料。中间弯曲线大致限定弯曲体 的区域，材料在所述弯曲体的区域中由于弯曲既不能延伸也不能縮短。被 縮短的区域相对中间弯曲线位于半径面。例如保持部分中近似三角形切口 的凹入部防止在縮短区域内的保持部分的截面的弯曲。在进一步的步骤 中，由于凹入部而在截面中被中断的被缩短区域的复合纤维材料例如可以相互连接，具体地彼此胶合。通过此方法可以非常容易地生产弯曲保持部 分，其中弯曲保持部分然后可以被用于生产具有斜坡的结构部件。进一步 的优点在于保持部分本身可以以弯曲的方式形成，而不需要对用于生产保 持部分的工具进行修改。因此，可以进一步降低生产成本。在本专利技术的改进中，预浸渍织物在连接之前或在连接期间形成为具体地为T形型材的型材，所述T形型材包括两个L形型材，且片状部布置在所 述L形型材之间，和/或所述至少一个保持部分可以被设计为具体地为L形 型材的型材。在本文中，"型材(profile)"被理解为表示在如下中所述为"纵 向方向"的空间方向上延伸的、具有大致恒定横截面的部件。"片状部 (blade)"被理解为表示具体地在纵梁内的复合纤维材料的加强层，所述加 强层形成几何划分界限单元。在这种情况下，预浸渍织物的L形型材可以 首先例如沉积在设计为L形型材的保持部分上。在进一步的步骤中，片状 部然后布置在预浸渍织物的一个L形型材上。两个保持部分然后被挤压在一起，然后将预浸渍织物在所述两个保持部分之间。可以以此方式容易地 生产设计为T形型材的结构部件。根据进一步实施例，提供两个保持部分，在所述两个保持部分之间容 纳预浸渍织物。在本文中，"容纳"表示容纳在截面内，或甚至完全容纳在 截面内。因此，这能够使尺寸仍然不稳定的预浸渍织物被支撑。根据本专利技术的改进，两个保持部分至少在截面内相互接触。因此，可 以精确地限定具体地由硬化的预浸渍织物占据的两个保持部分之间的空 间。根据改进，连接到至少一个保持部分的未硬化的预浸渍织物在硬化之 前布置在具体地为复合纤维材料的蒙皮上，且预浸渍织物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产尤其在航天部门中的结构部件的方法，具有以下方法步骤：　将由能够在第一硬化温度下硬化的复合纤维材料制成的未硬化的预浸渍织物（６）形成为预定形状；　将未硬化的所述预浸渍织物（６）连接到复合纤维材料的至少一个保持部分（１２，１３） ，所述至少一个保持部分在第二硬化温度下被至少部分地硬化并因此尺寸稳定，其中，所述第二硬化温度低于所述第一硬化温度；和　在所述第一硬化温度下硬化连接到所述至少一个保持部分（１２，１３）的未硬化的所述预浸渍织物（６），用于形成所述结构部件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：巴纳比劳，奥克伦斯费尔德，
申请(专利权)人：空中客车运营有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]