本发明专利技术涉及一种用于制造部件（１）的方法，该部件（１）具有至少一个层状物（２），该层状物（２）带有纤维加强复合材料（４），该方法至少包括下述步骤：ａ）以外形（５）布置至少一个可聚合纤维加强复合材料（４）制的层状物（２），其中该外形（５）具有底面（６）和多个突起部（７）；ｂ）定位至少一个模具（８）与至少一个突起部（７）接触，其中该模具（８）至少在接触面（９）中到至少一个突起部（７）处是以微波敏感材料（１０）实施的；ｃ）通过利用微波（３）照射至少一个模具（８）而聚合至少一个突起部（７）。特别地，使用有稳定的三维形状（１１）的模具，其中该模具（８）具有用于部件（１）的接触面（９），并且至少接触面（９）是以微波敏感材料（１０）形成的。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于利用微波制造纤维加强复合材料的部件的方法和模具本专利技术涉及一种用于制造部件(Bauteil)的方法，该部件具有至少一个层状物， 该层状物带有纤维加强复合材料，本专利技术还涉及一种用于这种方法的工具。特别地，本专利技术 应用于制造飞机的机身和/或较大的流动表面的元件(Komponente)。考虑到提供未来适应于生态以及制造和运行成本低廉，但又符合最严格的安全规 定的飞机的努力，越来越需要寻找主要的基本结构(例如机翼、机身元件、推进器壳体等 等)不再由铝，而是利用纤维加强复合材料制造的可能性。特别地，利用这些轻量化技术能 够明显减少飞机的重量。在制造这些主要的基本结构时要注意，这些结构具有可观的尺寸， 例如襟翼部件就是这样，其延伸有若干米长。此外，这些部件在运行中经受高载荷，并因此 为对安全很重要的部件，对于这些部件必须满足特别的质量要求。这种纤维加强复合材料一般包括两个主要元件，即一方面为纤维，而另一方面为 围绕纤维的聚合物基体。该基体包围纤维并通过热加工被硬化(聚合作用)，从而实现三维 网连(Vernetzimg)。利用该聚合作用实现纤维牢固地相互连接，而这样力能够——即主要 通过剪切应力——被导入纤维中。作为纤维，除了碳纤维之外，必要时也考虑玻璃纤维。碳 纤维目前仍相对昂贵，其通常至少90% (重量)由碳组成。纤维直径为例如4.5至8μπι(微 米)。这种碳纤维的属性是各向异性的。与此相反，玻璃纤维具有无定形的结构和各向同性 的属性。它们主要由氧化硅组成，其中必要时可以混合更多的氧。玻璃纤维相对便宜，而碳 纤维通过它的高强度和高刚度而突出。现在，在飞机制造中应用所谓预浸技术(Pr印reg-Technik)。在该技术中，例如预 浸渍的织物或其它纤维成型件(预成型，)在合成树脂中浸湿并仅仅热加工至轻度固化(凝 胶化)，使得它们可层状地(lagenweise)处理的。这种预浸材料有一点粘，并因此可以很好 地布置在相应的模具中或层状相叠地布置，直到构造成所希望的部件形状。如果所希望的 预浸材料层已布置好，它们可以被(热)硬化。目前使用所谓压热器(Autoklav)用于硬化 该预浸部件——即烤箱，其必要时必须以超压(高至IObar)经过多个小时被加热，以实现 部件的完全硬化。此外，由DE 10 2005 050 528 Al可知一种微波压热器，提出利用该微波压热器借 助微波辐射制造纤维复合部件。那里提出的该装置使微波辐射能够耦合进压热器的压力空 间中。在直接利用微波激励对该方法合适的预浸材料时，存在不需要加热位于压热器中的 空气或位于其中的保护气的优点，该保护气由于部件的大小而有可观的体积。通过使用微 波技术，待硬化的预浸材料自身能够直接被加热，而其余环境区域相应地保持相对较冷。在DE 103 29 411 Al中描述的微波共振器同样适合进行热加工。该微波共振器 通常不在超压下运行。但它能够集成在压力加热器(压热器)中。在利用微波加热材料时，可以使用下述作用机理介电性加热 (dielektrische Erwarmung)和电阻性加热(ohmsche Erwarmung)。如果在材料中存 在可(自由)运动的偶极子(即带不均勻的电荷分布的分子)，则偶极子在通过微波产生的 电磁场中被激励而高频振动。然后偶极子的动能通过内部摩擦转化为热，该热直接在材料 中产生(介电性加热)。此外也可以通过感应产生涡电流(\Virbelstr0me)，从而材料的电阻最终引起温度升高(电阻性加热)。因此材料能够被加热到例如高于130°C、高于160°C 或甚至也高于200°C的温度。该温度水平适于预浸材料的聚合或硬化。现在这里特别地重要的是飞机元件，该飞机元件具有相对较大的底面和由其突出 的突起部。该突起部例如为隔板形式的肋状物，该肋状物特别地有助于提高(装配的)元 件的刚度。这种突起部具有例如大约Ilm(米)的长度，材料厚度在2. 5mm至4mm(毫米) 的范围中，而高度(其以该高度超过底面而突出)为至少25mm(毫米)。在通过利用微波照射的硬化来制造这种元件时，重要的是在材料中保证均勻而足 够的网连。为此需要使元件的这些“带角的(verwinkelt)”外形能够相应地利用微波辐射 加工和/或在部件处达到均勻的温度分布。此外要注意，这里使用的预浸材料自身常常不 是形状刚性的，因此必须利用相应的保持工具和/或模具在所希望的位置于微波照射期间 固定。由此，之前谈及的问题被进一步扩大。由此出发，本专利技术的目的是，至少部分地解决参考现有技术所描述的问题。特别 地，应提供一种方法，利用该方法能够以所希望的高的、均勻的纤维加强复合材料网连度简 单且过程可靠地制造前述部件。此外应提供一种模具，该模具特别地在微波加工的框架中 保证均勻的硬化过程。该目的利用根据权利要求1的特征的方法以及根据权利要求5的特征的模具实 现。本专利技术的其它优选的实施形式和应用领域在各从属权利要求中给出。要指出的是，在 权利要求中单独列示的特征能够以任意的、有技术意义的方式相互组合并示出本专利技术的进 一步的实施方式。说明书联系附图举出本专利技术的进一步的、特别优选的实施例。根据本专利技术的用于制造具有至少一个带纤维加强复合材料的层状物的部件的方 法至少包括以下步骤a)以一外形布置至少一个可聚合纤维加强复合材料制的层状物，其中该外形具有 底面和多个突起部；b)定位至少一个模具与至少一个突起部接触，其中该模具至少在接触面中到至少 一个突起部以微波敏感材料(mikrowellensensibles Material)实施；c)通过利用微波照射至少一个模具而聚合至少一个突起部。这里使用的纤维加强复合材料是能够聚合的。即使这里不是首要所需的，该纤维 加强复合材料可以也吸收微波。以此特别地是指，所使用的纤维加强复合材料能够被加热 并因此能够进行复合材料的(部分)硬化(或聚合作用)，如在引言中所描述的。对于纤维加强复合材料特别地涉及碳纤维加强复合材料。该碳纤维优选地实施成 在最初状态的无端的长纤维，该长纤维层状地以不同的纤维纵向指向布置在部件中。作为 树脂特别地考虑下述中的一者环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂或聚酯树脂。此外 也可以使用带有已知的树脂基体材料的玻璃纤维加强复合材料。为了制造该部件，可以只使用一个可聚合纤维加强复合材料制的层状物，但也可 以至少局部地将多个这种层状物相叠地定位，以在必要时能够产生部件的变化的厚度。也 可以使用不同的层状物，用来形成更复杂的外形，如这里带有底面和突起部。这里，一个“层 状物”特别地为一层预浸材料。在步骤a)的框架中，例如多个层状物被相叠地和/或相邻地定位在支承件上，从 而其形成底面。这里该底面可以具有数平方米的大小，并显示出(轻微地)弯曲的形状。优4选地，现在单面地(即与支承件相对而置地)将层状物布置成形成多个突起部。该突起部 优选地以肋状物的形式构造成狭长的。优选地，在底面上以层状物形成至少三个、特别优选 地形成至少五个或甚至至少十个这种突起部。现在，按该方法特别地构建所希望的飞机的 襟翼的元件的外形或其它的流动表面。根据步骤b)，进一步定位至少一个模具与至少一个突起部接触。从而该模具以它 的接触面直接或间接地(必要时通过常用的薄膜等等)靠在本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于制造部件（１）的方法，所述部件（１）具有至少一个层状物（２），所述层状物（２）带有纤维加强复合材料（４），所述方法至少包括下述步骤：ａ）以外形（５）布置由可聚合纤维加强复合材料（４）制的至少一个所述层状物（２），其中所述外形（５）具有底面（６）和多个突起部（７）；ｂ）把至少一个模具（８）定位成与至少一个所述突起部（７）接触，其中所述模具（８）至少在接触面（９）中到至少一个所述突起部（７）处是以微波敏感材料（１０）实施的；ｃ）通过利用微波（３）照射至少一个所述模具（８）而聚合至少一个所述突起部（７）。
【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：T·M·赫克纳，
申请(专利权)人：GKN航天服务有限公司，
类型：发明
国别省市：GB
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