复合材料的电磁危害防护装置制造方法及图纸

一种可固化柔性抗电磁危害层压体，包括导电金属材料和热固性树脂的层，其中所述层压体的第一外表面包括与树脂接触的可剥离背衬片，所述层压体的第二外表面包括树脂，其中所述第二外表面与移去的背衬片之间的粘附性比所述第一外表面与移去的背衬片之间的粘附性大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电磁危害防护装置，具体而言涉及适合在自动铺带叠放设备(automatic tape lay-up apparatus)之中使用的复合材料的防雷击装置。
技术介绍
复合材料具有诸多经证实优于传统结构材料的优点，特别是以极低的材料密度提供了优异的机械性能。因而，复合材料的使用日益广泛，其应用领域涵盖“工业”及“运动休闲”直至高性能航空部件。常见的复合材料由夹有树脂层的多个纤维层的层压体构成。尽管碳纤维具有一定的导电性，但夹层的存在意味着仅在层压体所在平面的方向上显现出导电性。在垂直于层压体表面的方向上，即所谓的z方向上导电性低。 通常认为z方向上导电性的缺乏导致复合层压体易受到电磁危害例如雷击的侵害。雷击会对复合材料造成破坏，这种破坏的影响可能十分深远，如果在飞行中发生在飞机构件上这种破坏可能是灾难性的。因而，对于由这种复合材料制成的航空构件而言，此问题尤为关出。解决所述问题的公知方法是在复合材料外表面处或附近包含有导电部件，例如金属网或金属箔。这种导电部件的常见施用方式是熟练技工用手将导电部件手动放置于航空构件的塑模的表面上。随后，将通常为预浸料形式的包含结构纤维和热固性树脂的片层的复合材料放置于所述导电部件之上。然而，倾向于通过所谓的自动铺带叠放设备或ATL以自动的方式放置所述结构层。典型的ATL设备需要卷材，所述卷材装载于心轴之上并经由一系列滚轴输送至ATL机头(head)。通常，该流程工艺会包括切割步骤和任选的加热步骤。切割步骤确保材料尺寸严格符合要求，因为任何偏差都可能致使产生不合格的最终制品。在ATL机头处，通常有两种施用方法，即ATL的“鞋(shoe)”或者ATL机头的“压辊(compaction roller)”。无论采用哪种方法，均使材料与表面接触并将压力施加于最上面的背衬剥离纸。粘性下表面在压力作用下粘附在一起，并且自动移去背衬片。在ATL工艺过程中，材料在300mm的典型制品宽度之上经受了极高的张力(50至300N)。经过叠放工艺之后，使经布置得到的制品经受高温及任选的高压作用而固化，从而制成固化复合层压体。将固化层压体从塑模中取出，导电部件作为航空构件的一部分处于该构件的外部(即该导电部件所形成的外部)。已成功证实复合材料为航空应用提供了牢固、质轻且可靠的构件。因而，存在使用日益增多并逐渐取代传统金属构件之趋势。因此，正有越来越多的飞机部位由复合材料制造。由此，放置导电部件所需的劳动付出正成为制造所述构件日益增加的成本和时间负担。理想的是，像放置复合材料那样，自动放置这种导电的电磁危害防护装置，但这充满了困难且还没有已知的令人满意的自动化解决方案。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人经研究发现提供下述电磁危害防护装置尤为困难该防护装置能够粘附于塑模表面并与其背衬片分离，同时该防护装置在自动叠放过程中保持粘结并结合在一起。主要困难在于为使所形成的任意制品能够容易移开，塑模表面被设计为不易粘附。因而，开发一种粘附于塑模的物质是具有挑战性的。此外，这种物质不仅必须粘附于塑模，还必须比粘附于其所附着的任何背衬片更强地粘附于塑模。因此，第一方面，本专利技术涉及包括导电金属材料和热固性树脂的层的可固化柔性抗电磁危害层压体，其中该层压体的第一外表面包括与树脂接触的可剥离背衬片，该层压 体的第二外表面包括树脂，其中所述第二外表面与所述第一外表面相比与移去的背衬片之间的粘附性更大。已发现所述抗电磁层压体粘附于塑模表面并能够与背衬片分离，因而能够在自动化过程中令人满意地进行放置。另一方面，本专利技术涉及可固化柔性抗电磁危害层压体与塑模的组合，所述层压体包括导电金属材料和热固性树脂的层，其中所述层压体的第一外表面包括与树脂接触的可剥离背衬片，所述层压体的第二外表面包括与塑模的模塑表面接触的树脂，其中所述第二外表面与模塑表面之间的粘附力大于所述第一外表面之上背衬片与树脂之间的粘附力。由于所述层压体为常规复合材料的防护装置并意图与所述复合材料相结合，因而这样的复合构件无需处于所述层压体本身之中。因此，通常所述层压体不含不连续纤维(例如沿单一方向放置在一起的单纱纤维)层或编织形成复合结构层。此外，所述层压体通常包括贯穿该层压体厚度的连续树脂通道来提供这种粘结性。换言之，所述层压体的上述两种外表面优选经由树脂连通。自动铺带叠放设备通常使用专门针对该设备制作的卷材。因而，所述层压体优选具有足够的柔性以便能够成卷(直径小于20cm，优选小于IOcm)。已知的自动叠放设备要求卷材符合特定的尺寸。因而,将卷材缠绕于内径为254mm或295mm的轴心之上(公差均在0. 5mm以内)，卷材的长度为300mm或150mm(公差均在0. 050mm 以内)。因而，所述层压体优选不会厚至不能够轻松卷起。从而，通常所述层压体的厚度为0. 5-5. 0mm，优选为 0. 5-4. 0，最优选为 I. 0-3. 0mm。导电金属材料通常为片状，可以是多孔或非多孔的，例如网形金属箔。优选所述金属材料是多孔的，其中孔可以是微观的或者大的开孔。在一种优选实施方式中，所述金属材料为网形金属箔，呈丝网材料形态。如果所述金属材料为非多孔的，那么其通常包括分散的条带，使得树脂可从所述金属材料的两侧将所述层压体结合在一起。所述金属材料可包括各种导电金属，例如青铜、铝、铜、银、金、镍、锌和钨。铜因其优异的导电性而获优选。根据需要重型还是轻型雷电防护装置，所述导电金属材料的厚度和重量可明显不同。本专利技术在一定的厚度和重量范围内均工作良好，因而所述导电金属材料的单位面积重量优选为50-1000gsm。然而，本专利技术尤其适于重量较轻的金属材料，因而所述金属材料的单位面积重量优选为50-500gsm，更优选为50-200gsm。由于所述导电金属材料可在宽泛的重量范围内进行选择，因而所述层压体的重量可相应变化。然而，除去所述金属材料之外，所述层压体的重量通常得到较严格地控制。因而，除去所述金属部件之外所述层压体的单位面积重量优选小于800gsm，更优选小于500gsm,最优选小于300gsm。此外，发现在使用自动铺带叠放设备过程中施加于所述抗电磁危害层压体的高压可能造成导电部件的变形、拉伸或再成形，特别是所述导电部件为高延展性金属例如铜时尤为关出。因而，优选的是所述层压体还包括基本上不能够再成形的固体材料片。 基本上不能够再成形意味着在置于自动铺带叠放应用过程中受到的张力之下时，平面方向不发生明显拉伸，保持其原始形状。因而所述固体材料可等同地描述为基本上不能够伸长或基本上不能够拉伸。所述固体材料无疑是柔性可弯曲的，但在不改变其形状的情况下实现。描述该性质的另一术语是所述固体材料是不易延展的。“基本上不可再成形”是指在将宽2. 54cm、长33. Ocm的材料带从一端挂起，使500g的质量加载并均勻分布于该材料带的另一端持续I分钟时，材料伸长小于I. 0%。优选的是材料伸长小于0. 5%。所述基本上不能够再成形的固体材料可以是多孔或非多孔的。然而，多孔材料是有利的，因其在制造过程中使未固化的树脂得以从孔中流过，从而确保所述固体材料有效包埋于树脂之中形成粘结在一起的层压体。所述固体材料可以是导电的或电绝缘的。然而，如果所述固体材料是电绝缘的，对于抗雷击可能是有利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.02 GB 0919088.51.ー种可固化柔性抗电磁危害层压体，包括导电金属材料和热固性树脂的层，其中所述层压体的第一外表面包括与树脂接触的可剥离背衬片，所述层压体的第二外表面包括树月旨，其中所述第二外表面与移去的背衬片之间的粘附性比所述第一外表面与移去的背衬片之间的粘附性大。2.权利要求I的层压体，所述层压体包括贯穿其厚度的连续树脂通路。3.权利要求I或2的层压体，所述层压体优选具有足够的柔性以便能够形成直径小于20cm的卷。4.前述任ー权利要求的层压体，所述层压体的厚度为O.5-5. 0_。5.前述任ー权利要求的层压体，其中所述导电金属材料为片状并且是多孔的。6.权利要求5的层压体，其中所述金属材料为网形金属箔，呈丝网材料形态。7.前述任ー权利要求的层压体，其中所述金属材料的单位面积重量为50-1500gsm。8.前述任ー权利要求的层压体，其中除去金属部件之外所述层压体的単位面积重量小于 800gsm。9.前述任ー权利要求的层压体，所述层压体还包括基本上不能够再成形的固体材料片。10.权利要求9的层压体，其中所述基本上不能够再成形的固体材料是多孔的。11.权利要求9或10的层压体，其中所述基本上不能够再成形的固体材料是电绝缘的。12.权利要求9至11中任ー权利要求的层压体，其中所述基本上不能够再成形的固体材料的单位面积重量为5-lOOgsm。13.权利要求9至12中任ー权利要求的层压体，其中所述基本上不能够再成形的固体材料片放置于所述导电金属材料和所述背衬片之间。14.权利要求9至13中任ー权利要求的层压体，其中所述层压体包括第二个基本上不能够再成形的固体材料片。15.权利要求14的层压体，其中ー个基本上不能够再成形的固体材料片放置于所述金属材料的任ー侧。16.前述任ー权利要求的层压体，其中不包含所述背衬片的金属材料ー侧比包含背衬片的ー侧存在更多的树脂。17.制造前述任ー权利要求的抗电磁层压体的方法，所述方法包括连续地供给导电金属材料片，并使该材料的外表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：E费塞特，J艾里斯，P马肯奇，
申请(专利权)人：赫克塞尔合成有限公司，
类型：发明
国别省市：