按载荷流排列的纤维复合结构的预成型件的制造方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种按载荷流排列的纤维复合结构的预成型件（４２）的制造方法和装置。为此，本发明专利技术提出从散布的纤维带（１４）切割出相对较短的纤维带片段（４０、４０’、４０”），将该纤维带片段（４０、４０’、４０”）放置于预定位置，并通过粘合剂材料（３８）将其固定于该位置。

【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按载荷流排列的(kraftflussgerechte )纤维复合结构 的预成型件的制造方法。本专利技术还涉及该方法在制造按载荷流排列的纤维 复合结构中的应用。最后，本专利技术涉及用于实施该方法的设备。
技术介绍
在所有类型的运载工具的结构中，特别是在飞行器和航天器的结构中， 也在诸如机械工程的其它工业分支中，对高强轻质且有成本效益的材料的 需求越来越大。特别地，纤维复合材料具有突出的轻质结构潜力。其原理 在于特别高强且坚挺的纤维以按载荷流排列的方式内嵌于基体内的事实， 从而通过使用现有技术生产出具有显著机械特性的部件，该部件的重量在 可比性能下比铝结构小典型地为25%,比钢结构小50%。缺点是材料成本 高，特别是费力且主要是手工制造。因此需要一种间隔放置纤维的自动化的方便制造的机器。现在，纤维 增强塑料材料的特征在于在小重量下的极其高的强度和坚挺度，特别是在 使用诸如碳纤维的定向长纤维的情况下。它们还具有高的比重量能量吸收 能力和好的疲劳特性。到目前为止，这一点通过以按载荷流排列的方式结合于基体(例如， 环氧^t脂)中的无端纤维实现。根据增强的方向，能生产出具有方本文档来自技高网...

【技术保护点】
按载荷流排列的纤维复合结构的预成型件（４２）的制造方法，按顺序包括以下步骤：　ａ）提供平的纤维带（１４），　ｃ）从散布的平的纤维带（１４）上切割出纤维带片段（４０、４０’、４０”），　ｅ）通过铺放装置（２８）在预定拾捡位置 拾捡纤维带片段（４０、４０’、４０”），　ｆ）将纤维带片段（４０、４０’、４０”）放置于预定位置，　ｇ）用粘合剂材料（３８）固定纤维带片段（４０、４０’、４０”），其中，重复步骤ｃ）至ｆ），以用于将附加的纤维带片段（４０、４０’ 、４０”）放置在其它预定位置并固定；步骤ｅ）和ｆ）通过铺放装置（２８）的铺放头（５２）进行...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2007-3-13 102007012608.7;DE 2008-3-3 10200801221.按载荷流排列的纤维复合结构的预成型件(42)的制造方法，按顺序包括以下步骤a)提供平的纤维带(14)，c)从散布的平的纤维带(14)上切割出纤维带片段(40、40’、40”)，e)通过铺放装置(28)在预定拾捡位置拾捡纤维带片段(40、40’、40”)，f)将纤维带片段(40、40’、40”)放置于预定位置，g)用粘合剂材料(38)固定纤维带片段(40、40’、40”)，其中，重复步骤c)至f)，以用于将附加的纤维带片段(40、40’、40”)放置在其它预定位置并固定；步骤e)和f)通过铺放装置(28)的铺放头(52)进行，该铺放头自动地从至少一个拾捡位置移动至用于放置第一纤维带片段(40)的第一预定位置，并返回用于拾捡第二纤维带片段(40’)的所述一个或多个预定拾捡位置之一，并随后返回用于放置第二纤维带片段(40’)的第二预定位置。2. 根据权利要求l的方法，其特征在于，使用通过热被活化的粘合 剂材料(38),加热切割得到的纤维带片段(40、 40，、 40)以进行步骤g)。3. 根据权利要求2的方法，其特征在于，加热铺放头(52)，特别 是当其在拾捡位置和预定位置间移动时进行加热，以活化粘合剂材料(38 )。4. 根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，在步骤f)中，使 纤维带片段(40、 40，、 40)压靠于预成型件(42)的成形表面(30)的 一部分上，以使纤维带片段(40、 40，、 40)具有希望的三维表面结构。5. 根据权利要求4的方法，其特征在于，通过铺放头(52)的可弹 性变形的接納表面(164)实现在成形表面(30)上的压靠；在铺放和压靠 操作过程中，纤维带片段(40)紧紧保持并平铺于该接纳表面上。6. 根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，在用于制得纤维带片段(40、 40，、 40)的步骤c)中，切割出优选少于约20cm、特别地少 于约10cm的具有确定长度的片段。7. 根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，在铺放操作过程中， 纤维带片段(40)被气力地保持于铺放头(52)上。8. 根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，在步骤f)中，被 放置的纤维带片段(40、 40，、 40)依靠气力脉冲从铺放头(52)释放。9. 根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，在步骤c)与步骤 e)间进行如下步骤d)将纤维带片段(40、 40，、 40)从用于执行步骤c)的切割装置 传送至铺放装置的拾捡位置。10. 根据权利要求9的方法，其特征在于，步骤d)中的传送速度高 于平的纤维带(14)的传送速度，以便由此分离已经互相切割开的纤维带 片段(40、 40'、 40)。11. 根据权利要求9或10的方法，其特征在于，将所述纤维带片段 (40、 40，、 40)气力地保持在带传送器(50)上，以进行传送。12. 根据权利要求11的方法，其特征在于，通过气力脉冲将纤维带 片段(40、 40，、 40)从带传送器(50)传送至铺放头(52)。13. 根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，将纤维带片段(40、 40，、 40)放置成使得其纤维方向沿预定的弯曲路径(148)取向。14. 根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，将不同数量的纤维 带片段(40、 40，、 40)放置于预成型件(42)的不同部分，以便在预成 型件(42)的部分中得到不同的纤维含量。15. 根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，在步骤c)中，纤 维带片段(40、 40，、 40)分别沿弧形切割线切割。16. 根据权利要求15的方法，其特征在于，在步骤f)中，纤维带片 段(40、 40，、 40)不重叠地按顺序前后放置，且具有互补的圆弧状切口(152， 154)。17. 根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，步骤a)包括al)将纤维丝束(32)散布为平的纤维带(14)。18. 根据权利要求17的方法，其特征在于，在步骤al)和f)间进行 如下步骤b )将粘合剂材料(38 )涂才未于纤维丝(100 )上。19. 根据权利要求18的方法，其特征在于，步骤b)先于步骤c)进行。20. 根据权利要求17至19之一的方法，其特征在于，在步骤a)中 散布纱(32)、特别是碳纱的丝(100)。21. 根据权利要求1至16之一的方法，其特征在于，步骤a)包括 a2)从用粘合剂材料预先浸渍的半成品中提供平的纤维带(14)。22. 根据权利要求21的方法，其特征在于，该预先浸渍的半成品是 预浸料。23. 根据权利要求22的方法，其特征在于，至少步骤c)和e)在低于20C、特别是低于or:、更特别地低于-io。c的温度下进行。24. 根据权利要求21的方法，其特征在于，该预先浸渍的半成品是 热塑带。25. 根据权利要求21至24之一的方法，其特征在于，该预先浸渍的 半成品包括预先浸渍的纤维织物。26. 根据权利要求25...

【专利技术属性】
技术研发人员：A格斯勒，O迈尔，
申请(专利权)人：伊兹德国有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]