多种不同纤维材料的未固结复合缆绳制造技术

一种未固结复合缆绳，包括：以第一材料制成的结构化纤维形成的至少一条内丝束；围绕所述至少一条内丝束设置的以结构化纤维形成的多条外丝束，所述多条外丝束至少其中一条的结构化纤维以不同于所述第一材料的第二材料制成。所述未固结复合缆绳进一步包括浸渍到所述至少一条内丝束和所述多条外丝束中的未固结聚合树脂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及纤维加强的复合材料。
技术介绍
特殊的一类纤维加强的复合材料包括狭窄的平整带材，所述带材包括多条基本上 平行的结构化纤维，这些纤维以未固结的聚合树脂浸渍，这种带材也称为“预浸渍带材”。这 种带材通常利用自动化的纤维布置过程组装或“铺设”成料层，以形成未固结的复合组件， 所述复合组件随后通常利用热量和压力强化并固结，形成纤维加强的复合工件。这种带材 通常呈现宽高比较大的矩形截面。通常期望在复合工件中具有不同类型的结构化纤维。例如，在工件中包括石墨纤 维和玻璃纤维通常具有优势，以便工件既坚固又具有足够的断裂韧性。传统上，这种工件通 过铺设包含石墨纤维的复合料层以及包含玻璃纤维的额外料层或局部料层来实现。但是， 在采用自动化的纤维布置设备时，任一时刻仅能铺设一种类型的纤维，即石墨纤维或者玻 璃纤维。为了改变纤维类型，馈送给自动化纤维布置设备的全部复合预浸渍材料必须换掉， 这既耗费时间又加重负担。作为替代，一种类型的材料保留装载在自动化纤维布置设备中， 而包含另一种材料的材料手工铺设在纤维布置工件上，这样阻碍了完全利用昂贵的自动化 纤维布置设备。本领域存在树脂浸渍的结构化纤维型材的众多设计方案，但是仍然存在显著的缺 陷。附图说明被认为是本专利技术新颖特征的特征在附带的权利要求书中论述。但是本专利技术本身以 及优选使用模式以及本专利技术的进一步目标和优势，在结合附图阅读以下详细描述时，将得 到最好的理解，在附图中，附图标记最左侧的有效数字指代首次出现该附图标记的附图，在 附图中图1描绘了包括多种不同纤维材料的未固结复合缆绳的第一例述性实施方式的 类型化横截面视图；图2描绘了包括多种不同纤维材料的未固结复合缆绳的第二例述性实施方式的 类型化横截面视图；图3描绘了包括多种不同纤维材料的未固结复合缆绳的第三例述性实施方式的 类型化横截面视图；图4描绘了包括多种不同纤维材料的未固结复合缆绳的第四例述性实施方式的 类型化横截面视图；图5描绘了包括多种不同纤维材料的未固结复合缆绳的第五例述性实施方式的 类型化横截面视图；图6描绘了包括多种不同纤维材料的扭绞的、未固结复合缆绳的例述性实施方式的类型化侧视立面图；图7描绘了包括多种不同纤维材料的编织的、未固结复合缆绳的例述性实施方式 的类型化侧视立面图；和图8描绘了包括多种不同纤维材料的编辫的、未固结复合缆绳的例述性实施方式 的类型化侧视立面图。具体实施例方式虽然本专利技术容易构造各种改型方案和替代形式，但是在附图中作为示例示出了本 专利技术的具体实施方式，并在以下详细描述。但是，应该理解，具体实施方式的描述的目的并 不是将本专利技术限制于所公开的特定形式，而是相反，本专利技术将覆盖落入附带的权利要求书 所限定的本专利技术的精神和范围内的全部改型方案、等同方案和替代方案。以下描述本专利技术的例述性实施方式。为了清晰，并非实际实施方案的全部特征都 在说明书中描述当然应该理解，随着任何这些实际实施方案的发展，必须针对具体实施方 案做出各种决策，以实现开发者的具体目标，诸如符合与系统相关和与商业相关的约束，这 些约束从一种实施方案到另一种实施方案并不相同。此外，应该理解，任何这种开发工作可 能复杂且耗费时间，但是仍然是从本公开内容受益的本领域技术人员所从事的常规工作。在本说明书中，由于在附图中描绘了设备，所以可能针对各种部件之间的空间关 系以及部件各个方面的空间取向进行讨论。但是，在完整阅读本申请之后，本领域技术人员 应该理解，文中描述的设备、构件、装置等可以定位成任何期望的取向。因此，使用术语诸如 “上方”、“下方”、“上部”、“下部”或类似术语来描述各种部件之间的空间关系或者描述这些 部件的各个方面的空间取向，应该理解为分别描述部件之间的相对关系，或者所述部件各 个方面的空间取向，因为文中所述设备可以取向为任何期望的取向。文中公开了包括多种不同纤维材料的未固结复合缆绳。所述缆绳包括围绕一条或 多条内丝束设置的多条外丝束。至少其中一条外丝束包括不同于至少其中一条内丝束的纤 维材料的纤维材料。在一种实施方式中，缆绳的内丝束包括石墨纤维材料而外丝束包括玻 璃纤维材料。本专利技术还考虑了其他材料组合。所述缆绳可以利用传统的自动化纤维布置设 备进行铺设。因此，不同材料可以采用精确的方式组合并在单一操作中设置。使用未固结 的复合缆绳产生了较之传统上可以实现的情形更坚固、更轻和更具韧性的复合部件。图1描绘了未固结复合缆绳101的类型化截面图。缆绳101包括围绕一条或多条 内丝束105设置的多条外丝束103a-103f。每条丝束103a_103f和105包括一束扭绞或未 扭绞的结构化纤维。这种结构化纤维的示例包括但不限于碳纤维、石墨纤维、玻璃纤维、聚 芳基酰胺纤维等。在例述实施方式，仅示出了一条内丝束105，但是本专利技术考虑了多条内丝 束。丝束103a-103f和105以未固结聚合材料浸渍。所述材料的示例包括但不限于热塑 性聚合物、热固性聚合物、液晶聚合物、环氧聚合物、聚酰胺_酰亚胺聚合物、聚芳醚酮聚合 物、聚醚醚酮聚合物、聚酰亚胺聚合物、聚苯硫醚聚合物、聚酯聚合物、乙烯基酯聚合物等。在例述性实施方式中，外丝束103a_103f包括成分与内丝束105的结构化纤维不 同的结构化纤维。例如，在一种特定实施方式中，外丝束103a-103f包括玻璃纤维，而内丝 束105包括石墨纤维。但是，本专利技术也考虑了其他配置。例如，在替代实施方式中，外丝束 103a-103f包括石墨纤维，而内丝束105包括玻璃纤维。用于丝束103a_103f和105的纤维的特定类型根据实施方案确定。适合特定实施方案的纤维材料的任何组合都可以用在丝束 103a-103f 和 105 中。在特定实施方案中，可能希望一条或多条外丝束包括与内丝束相同的纤维材料。 因此，图2描绘了未固结复合缆绳201的类型化横截面视图。缆绳201包括围绕一条或多 条内丝束205设置的多条外丝束203a-203f。外丝束203a_203c包括与内丝束205相同的 纤维材料，而外丝束203d-203f包括与内丝束205不同的纤维材料。缆绳201的其他方面 大致与缆绳101对应。在其他实施方案中，可能希望一条或多条外丝束包括与其他外丝束或内丝束不同 的纤维材料。因此，图3描绘了未固结复合缆绳301的类型化横截面视图。缆绳301包括 围绕一条或多条内丝束305设置的多条外丝束303a-303f。外丝束303a-303c包括与内丝 束305不同的纤维材料，而外丝束303d-303f包括与外丝束303a_303c或者内丝束305不 同的纤维材料。缆绳301的其他方面大致对应于缆绳101。应该注意，任意数量的不同材料可以组合成未固结复合缆绳。例如，未固结复合缆 绳可以包括具有不同纤维材料的两条内丝束。在另一种示例中，未固结复合缆绳可以在外 丝束中包括两种以上的不同纤维材料。本专利技术的范围并不受内丝束数目、外丝束数目或者 用于未固结复合缆绳的纤维材料的特定组合以及数目的限制。缆绳101、201和301分别包括外丝束，即丝束103a-103f ；203a_203f和 303a-303f，它们横截面直径基本上与一条或多条内丝束即分别为丝束105、205和305相 同。但是，本专利技术的范围并不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种未固结复合缆绳，包括：以第一材料制成的结构化纤维形成的至少一条内丝束；围绕所述至少一条内丝束设置的以结构化纤维形成的多条外丝束，所述多条外丝束至少其中一条的结构化纤维以不同于所述第一材料的第二材料制成；和浸渍到所述至少一条内丝束和所述多条外丝束中的未固结聚合树脂。

【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：罗纳德J米索姆，弗兰克B斯坦普斯，帕特蒂斯戴尔，
申请(专利权)人：贝尔直升机泰克斯特龙公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]