芯结构以及制造芯结构的方法技术

本发明专利技术涉及一种制造芯结构的方法。首先，固定第一芯结构（１）和第二芯结构（２）。将第一芯结构（１）和第二芯结构（２）以规定的间距（Ａ）定位。将加强元件（３）引入到位于第一芯结构层（１）与第二芯结构层（２）之间的腔体（４）中。加强元件（３）、第一芯结构层（１）以及第二芯结构层（２）形成自支撑芯结构（１０）。本发明专利技术涉及制造芯结构的方法、芯结构、制造芯结构的装置以及芯结构在航空器中的应用和具有芯结构的航空器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造芯结构的方法、芯结构、制造芯结构的装置、以及 芯结构在航空器中的应用和具有芯结构的航空器。
技术介绍
由于复合材料、特别是芯复合结构具有良好的刚度及强度对密度的 比率，因此它们在高科技领域一一诸如航空器结构或者汽车结构一一具 有广阔的应用范围。芯复合物一般包括两个覆盖层以及设置在这些覆盖 层之间的芯结构，其中覆盖层由针对该应用而特殊选择的材料制成。例如，这种芯复合物可包括硬质泡沫芯，干纤维通过缝制方法而被 缝制到该硬质泡沫芯中。干纤维在下游的浸渍工艺中被嵌入到基材中。在进一步的示例性制造工艺中，代替缝制方法，可将诸如销的杆形 加强半成品引入到泡沫中。例如，这些杆形加强半成品可在拉挤成型工 艺中制造。在这些半成品制造变例中，纤维被拉拽经过喷嘴，该喷嘴预 先限定了随后的半成品的横截面。最初干燥的纤维借助穿过树脂池或者 通过使用树脂的特殊浸渍工艺而被浸透。树脂基材通过加热喷嘴而进行 交联。为了在离开拉挤工具之后保证尺寸的稳定性，基材必须被完全地 交联或者必须达到至少局部充分交联的程度。这些加强半成品随后被引 入到泡沫中。机械性能会根据加强半成品的材料、加强密度以及角度而 被确定及改变。泡沫由此一方面被用作将加强半成品保持到适当位置的载体，另一 方面泡沫被用于稳定加强半成品而防止或者至少延迟它们例如在负栽 作用下的弯曲。US 6，1卯,602 Bl描述了 一种夹层结构的制造方法，该夹层结构包括 具有加强半成品的芯。在硬质泡沫和/或层状体固化之前，使用工具引入 加强半成品。加强半成品连接两个覆盖层并且支撑覆盖层到硬质泡沫的 连接。工具可以通过超声将加强半成品引入到层中。US 6,291,049 Bl描述了 一种夹层结构以及这种夹层结构的制造方 法。该夹层结构具有顶部及底部覆盖层，泡沫芯设置在该顶部及底部覆 盖层之间。用于加强夹层结构的加强半成品由覆盖层和泡沫芯附连。
技术实现思路
其中，本专利技术的目的可以S一提供一种重量减轻的芯结构以及一种制造 该芯结构的方法。根据本专利技术的示例性实施例，提供了一种制造芯结构的方法。将第一 芯结构层和第二芯结构层固定并保持。将第一芯结构层和第二芯结构层定 位成彼此相隔局部性规定的间距。将加强元件引入到位于第一芯结构层和 第二芯结构层之间的腔体中。加强元件、第一芯结构层和第二芯结构层在 局部加强完成之后形成自支撑芯结构。根据本专利技术的另一个示例性实施例，提供了一种芯结构。该芯结构包 括第一芯结构层、第二芯结构层和加强元件。加强元件^Li殳置成^f吏第一芯 结构层和第二芯结构层以规定的间距间隔开。笫一芯结构层和笫二芯结构 层以能够提供腔体的方式被间隔开。加强元件、第一芯结构层和第二芯结 构层^^殳置成形成自支撑芯结构。根据另一个示例性实施例，提供了一种制造芯结构的装置。该装置具 有用于固定第一芯结构的第一装卡单元以及用于固定第二芯结构的第二装 卡单元。此外，该装置具有间隔元件和引入单元。第一装卡单元、第二装 卡单元以及间隔元件被i殳置成将第一芯结构层和第二芯结构层以规定的间 距装卡及保持。引入单元被i更置成将加强元件引入到位于第一芯结构层和 笫二芯结构层之间的腔体中。才艮据另 一个示例性实施例，如上所述的芯结构应用于航空器中。根据另一个示例性实施例，提供具有如上所述芯结构的航空器。在下文中术语"加强元件"可以被理解为杆形线性半成品。该线性半 成品可被理解为具有限定横截面的拉挤、挤压或者模制/拉伸成型的杆形几 何形状。横截面例如可设计成具有圆形、三角形、矩形、六边形、管状或 者相当的几何形状。加强元件可在带有用于加强的朝」化纤维或不带有该粗 化纤维的情况下实现。例如，加强元件可包括挤压热塑性塑料、拉挤且部 分交联的聚合物(特别是硬质体)、挤压拉伸金属或者还包括陶瓷(特别是 先驱体陶瓷)。热塑性塑料以及硬质体可附加地设置有粗化纤维。在下文中术语"芯结构层"例如可以被理解为泡沫或硬质泡沫层、预 浸渍材料或者干纤维以及它们的任意组合。"自支撑"芯结构被理解为不需 要辅助就具有自身稳定性的芯结构。使用如上所述的芯结构以及使用这种芯结构的制造方法，可以提供芯 复合物，代替作为支撑材料的泡沫，该芯复合物具有腔体。只有加强元件(诸如销或者细杆状加强元件)穿过该腔体并且将两个芯结构层间隔开， 即它们使第一芯结构层和第二芯结构层以规定的间距被保持。加强元件使芯元件具有高机械性能，例如，同时能够实现小于30kg/m3的密度。现有 技术中已知的具有实心芯的芯结构不会排掉湿气，诸如冷凝水。使用设置 在芯结构中的腔体，由此具有排水能力，而不^、发生湿气聚集。如果^^用 硬质泡沫和/或柔性材料作为芯结构层，那么在造型上的设计自由度会得以 提兩。芯结构层的厚度可以针对部件灵活地、具体得设立。与现有技术中公 知的框架结构或蜂窝结构相比，芯结构形成了水平支撑装置，由此部件制 造被极大地简化。例如，可以使用通过粘结剂固定到薄泡沫层上的任意材 料的干纤维来制成上部和/或第一以及下部和/或第二芯结构层。由此形成的 层的特征在于易于被穿透的能力以及特定固有刚度，这使得能够更加容易 地引入加强元件。包括泡沫和预浸渍坯料的组合可被用作芯结构层。优选 地，具有预浸渍坯料的泡沫在最初就经受温度-压力循环，从而使得二者永 久J^波此粘结，并且所使用的预浸渍坯料基材获得了例如60%-70%的部分 交联状态。通过芯结构层充分的预先交联，随后的固化可通过常压调温来 进行，借此制造工作显著地减少。所述规定的间距可以选自5 mm到15 mm、 15 mm到25 mm或者25 mm到35 mm的范围(mm =毫米)。根据另一个示例性实施例，第一芯结构层的第一加温区域被局部地加 热并且第二芯结构层的第二加温区域也被局部地加热。换句话说，第一和 第二芯结构层被局部地加热，从而形成第一和第二加温区域。优选地，加 温区域以由所引入的加强元件相连接的方式彼此相对设置。确切的说，在 硬质芯结构层中，该层中纤维嵌入到具有高交联度的基材中，加强元件无 法在没有发生损坏的情况下刺穿这样的硬质基材。通过对加强元件被导引 穿过的加温区域进行加热，芯结构层在第一加温区域和/或第二加温区域软 化，从而使得加强元件可以被更容易地引入。该制造方法由此得以加速且 更容易进行。才艮据另一个示例性实施例，间隔元件将第一芯结构层与第二芯结构层 例如以规定的间距间隔开。间隔元件可永久地或者暂时地设置在芯结构中。 引入的间隔元件的特征在于在暂时结合情况下它们容易被再次移除，从 而产生根据上述定义的中空结构。如果间隔元件保留在随后的芯结构中， 那么它们不M碍结构的连续性。例如，如果间隔元件被永久地设置，那 么可以实现极小的芯结构以及极复杂的形状。这样，例如，芯结构层可借 助成型元件而被改装，从而提供了第一几何形状。在将间隔元件附连到第 一芯结构层之后，可将第二芯结构层以规定的间距放置。随后，例如，可 以引AJ^强元件，从而提供了自支撑芯结构。间隔元件可以在加强元件引 入之后保留在芯结构中，从而使得加强元件不必以复杂方式移除。由此更 容易设计复杂几何形状。例如，间隔元件可表现为泡沫或者所谓的泡沫肋或者包括实心加强半 成品。才艮据另一个示例性实施例，第一芯结构层和第二芯结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造芯结构的方法，所述方法包括：　固定第一芯结构层（１）；　固定第二芯结构层（２）；　将第一芯结构层（１）和第二芯结构层（２）以规定的间距（ａ）定位；　将加强元件（３）引入到位于第一芯结构层（１）和第二芯结构层（ ２）之间的腔体（４）中；　其中，所述加强元件（３）、第一芯结构层（１）以及第二芯结构层（２）形成自支撑芯结构（１０）。

【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：汉斯于尔根韦伯，格列戈尔克里斯蒂安恩德雷斯，
申请(专利权)人：空中客车德国有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]