制造纤维增强的塑料异型件的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于制造纤维增强的塑料异型件（１０３）的方法。该方法包括输送软管状的纤维织物（１０４），其中分布有塑料基。纤维织物的长度段被包围到压力机（１２０）中。加热压力机用以硬化长度段中的塑料基。打开压力机之后牵引纤维织物穿过打开的压力机，用以将纤维织物的下一个长度段设置到压力机中。下一个长度段被包围在压力机中。本发明专利技术还涉及一种用于制造纤维增强的塑料异型件的设备。

【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用于制造纤维增强的塑料异型件、特别是用于飞机或宇宙飞船的 塑料异型件的方法和设备。
技术介绍
尽管可以使用具有任意断面形状的纤维增强的塑料异型件，但本专利技术以及其要解 决的问题参照制造具有I形断面和T形断面的塑料异型件来进行阐述。在常见的用于制造这种塑料异型件的方法(该方法也被称作拉挤成型)中，纤维 束利用可热硬化的树脂浸渍且通过加热的具有所需断面的成型喷嘴牵引，其中树脂硬化。 在以这种方式制造出的塑料型件中纤维基本上在塑料型件的纵向上延伸，因此在相应的负 载下出现的扭转应力或螺旋应力会引起平行延伸的纤维之间的树脂断裂。在所谓的编织拉挤成型方法中代替非定向的纤维束使用纤维织物，其中纤维螺旋 状地以与塑料型件的纵向形成一定的倾斜角延伸且以这种方式也接收扭转应力和螺旋应 力。但在将这种由相互交织的纤维制成的纤维织物引入成型喷嘴时出现巨大的摩擦力，该 摩擦力会导致纤维受损且导致质量缺陷。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于，在制造纤维增强的塑料异型件时达到较高的稳定性、特 别是相对于扭转应力和螺旋应力的稳定性，且同时可靠地避免了纤维受损。根据本专利技术，该目的通过一种具有权利要求1的特征的制造纤维增强的塑料异型 件的方法以及通过一种具有权利要求16的特征的制造纤维增强的塑料异型件的设备实 现。本专利技术的基本思路在于，将在制造塑料异型件时使用的纤维以软管状织物的形式 输送，在该织物中分布有塑料基。所输送的纤维织物的一个长度段被包围在可加热的压力 机中。该压力机被加热且以这种方式加热包围的长度段。这使得塑料基被软化(如果该塑 料基以固体形式存在)且基于由压力机构建的压力填充纤维之间的间隙。在热固性树脂的 情况下塑料基在压力机加热的影响下硬化。之后打开压力机，从而压力机不再包围纤维织物的长度段且不再施加压力作用到 该长度段上。纤维织物穿过打开的压力机被牵引，直到将纤维织物的下一个长度段布置到 压力机中。从这时开始该压力机包围该下一个长度段，从而使在下一个长度段中的塑料基 在加热的压力机的影响下分布在纤维之间或者说被硬化。通过这种方式使得纤维织物不仅在首先述及的长度段而且在下一个长度段的区 域中植入到塑料基中，从而在两个长度段中产生纤维增强的塑料异型件的相应的段。这使 得能够制造原则上不受限的长度的塑料异型件，其中循环地重复将纤维织物包围在压力机 中、打开压力机以及牵引纤维织物的步骤，此外分别以一个距离穿过打开的压力机牵引纤 维织物，该距离不大于各包围在压力机中的长度段。由于纤维以软管状的纤维织物被输送，在制成的塑料异型件中纤维的至少一部分 以相对于塑料异型件的圆周的某个倾斜角延伸，即具有在圆周方向上的方向分量。因此如 此制造的塑料异型件具有特别高的稳定性。由于当压力机打开时纤维织物穿过压力机被牵 引，在牵引时没有或仅有很小的摩擦力需要克服，从而有效避免纤维受损。还能够将牵弓I应 力确定到限定的、较低的值上，从而也可以加工如下的纤维织物，其中纤维在相对于织物的 软管形状的纵向的较大的角度下延伸，而不会将织物通过较大的牵引应力扭歪或在长度上 牵拉。由于纤维织物可以在没有耗费的人力操作的情况下进行制造，整个方法特别容易 地自动化实施。根据一种优选的改进，软管状的纤维织物的输送包括由大量纤维纱编织纤维织物 的步骤。预接编织过程实现了根据需要连续地制造塑料异型件，而无需储备预制的纤维织 物。根据一种优选的改进，软管状的纤维织物的输送包括将纤维织物从提供的储备线 圈上开卷的步骤。其优点在于，无需单独的编织装置，从而比如能够由供应商预制纤维织 物。根据一种优选的改进，压力机在包围时根据塑料异型件的目标异型件压制长度 段。此外还设置软管状的纤维织物通过大量成形滚轮渐变成型到目标成型件中的方法步 骤。通过这种方式可以基于原始的软管状的异型件形状制造大量的异型件形状，而不会产 生较大的摩擦力或损坏纤维。根据一种优选的改进，软管状的纤维织物在成型时被压平。这有利地实现了制造 具有实体断面的塑料异型件，即没有被包围的空腔。根据一种优选的改进，输送大量软管状的纤维织物且其以长度段共同被压力机包 围。通过这种方式实现了异型件形状的更大的多样性比如多重分支的异型件形状。根据一种优选的改进，通过编织热塑性纤维将塑料基分布在软管状的纤维织物 中。通过这种方式实现了自动地以编织过程分布塑料基，从而取消了单独的步骤。根据一种优选的改进，通过在软管中敷设树脂膜将塑料基布置在软管状的纤维织 物中。塑料基可靠地保持在软管内部且通过膜的平面膨胀得以均勻地分布。根据一种优选的改进，通过以液态的或粉末状的树脂润湿纤维织物将塑料基布置 在软管状的纤维织物中。这实现了塑料基在三维中的均勻分布。根据一种优选的改进，软管状的纤维织物作为预浸渍体(Prepreg)输送。通过这 种方式可以分离地预制纤维织物连同在其中分布的塑料基且根据需要向后续的方法步骤 中输送。根据一种优选的改进，在压力机中部分硬化长度段。这使得塑料基能够最终以另 一种方式在某个区域内被硬化，该区域不受长度段的限制，从而能够基本上不必在相邻的 长度段之间的过渡就能制造塑料异型件。优选将长度段部分硬化至大约70%，从而使异型 件形状在离开压力机之后能保持稳定。优选在牵引穿过压力机之后设置另一个对长度段完 全硬化的方法步骤，从而使塑料异型件尽可能立即完全稳定。根据一种优选的改进，还设置对塑料异型件去毛刺的方法步骤。这使得在没有外 部的毛刺的前提下无过渡地制成相邻的长度段之间的边缘。根据一种优选的改进，还设置用于形成其它的塑料异型件的基本上纵向切割塑料 异型件的方法步骤。这实现了制造具有在其长度上可变的断面的塑料异型件。附图说明下面参照附图借助于实施例详细阐述本专利技术。其中图1为根据本专利技术的一种实施方式的用于制造纤维增强的塑料异型件的设备的 示意性立体视图；图2A-F为在根据一种实施方式的制造方法中的软管状的纤维织物的不同成型阶 段的横截面示图；图3A-B为在更根据另一种实施方式的制造方法中的两个成型阶段的横截面示 图；图4A-B为在实施根据一种实施方式的制造方法时的压力机的横截面图；图5A-B为根据一种实施方式的纤维增强的塑料异型件的断面图和侧视图；图5C-D为图5A-B的塑料异型件根据该制造方法的一种实施方式在实施截断之后 的断面图和侧视图；以及图5E为根据一种实施方式的另一个纤维增强的塑料异型件的侧视图。在附图中相同的附图标记表示相同的或功能相同的部件，除非另有详细说明。具体实施例方式图1展示了用于制造纤维增强的塑料异型件102、103、103'的设备100的示意性 立体视图。设备100包括第一编织装置112和第二编织装置112'，其分别用于从大量的纤 维纱114、114'中各编织一个软管状的纤维织物104、104'。树脂膜铺设机116由环形滚 轮117向第一编织装置112输送由未硬化的树脂106制成的带状的膜106，从而使其进入软 管状的织物104内部。在该设备运行中由第一编织装置112和第二编织装置112'编织的纤维织物104、 104'在成形滚轮118的系统中运行到一起，这些成形滚轮首先将每个纤维织物104、104' 碾平然后两个纤维织物104、104'连续成型为共同形成的I形断面形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造纤维增强的塑料异型件（１０２、１０３）的方法，具有以下方法步骤：输送软管状的纤维织物（１０４），在所述纤维织物中分布有塑料基（１０６）；在压力机（１０８）中包围（４０２）纤维织物（１０４）的长度段（Ｌ）；加热压力机（１０８）；打开（４０４）压力机（１０８）用于释放纤维织物（１０４）；牵引纤维织物（１０４）穿过打开的压力机（１０８）用于将纤维织物（１０４）的下一个长度段（Ｌ′）布置到压力机（１０８）中；以及在压力机（１０８）中包围（４０２）下一个长度段（Ｌ′），其特征在于，软管状的纤维织物（１０４）的输送包括从大量纤维纱（１１４）中编织纤维织物（１０４）的步骤。

【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：米夏埃尔贝希托尔德，
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]