制造夹层构件的方法及压机技术

本发明专利技术涉及一种用于制造包含开口芯结构（２）和施加到其两侧的覆盖层（１、３）的夹层构件的方法，所述层（１、３）用可固化的塑性材料形成，并且所述夹层构件在密闭装置中在压力下固化。根据本发明专利技术，在覆盖层（１、３）至少部分固化之前，将填充气体特别是氮气或空气引入到芯结构（２）中，并且选择填充气体压力ｐ↓［填充气体］使其小于或等于密闭装置的操作压力ｐ↓［操作］，以显著地在很大程度上防止在覆盖层（１、３）中形成凹痕。在夹层构件的固化期间以适当方式控制芯结构（２）中的填充气体的填充气体压力ｐ↓［填充气体］能够制造具有几乎最佳表面特征的夹层构件，特别是在芯结构（２）的覆盖层（１、３）上没形成凹痕，（所述凹痕通常由由于冷却过程而在芯结构（２）的室中产生的负压引起）。这避免以前所需的夹层构件的复杂机械后处理，例如磨削或填充。本发明专利技术还涉及一种实施所述方法的压机。

【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制造具有开口芯结构和施加到其每一侧的覆盖层的夹层构件，其中用可固化的塑性材料形成所述覆盖层，并且在密闭装置中在压力下固化所述夹层构件。此外，本专利技术涉及一种用于实施根据本专利技术方法的压机，所述压机具有两个通过至少一个加热器可控制温度的压区，所述压区由框围绕，以便将其封闭，其中可以将芯结构以及用可固化的塑性材料形成的至少两个覆盖层放置在框中的适当位置，以便形成夹层构件。
技术介绍
通常，由将覆盖层施加到其每一侧的芯结构形成用在轻型结构尤其是航空器结构领域中的夹层构件。覆盖层通常由预制的所谓的“预浸”材料制成。该预浸材料是织造增强纤维材料、夹层增强纤维稀松布，或者包含在工厂中已用可固化塑性材料(例如环氧树脂、聚酯树脂、酚醛树脂或BMI树脂)预浸渍的不连续的增强纤维。预浸材料具有有限的保存寿命，甚至在低储存温度下也是如此，并且必须在短时间内处理。通常使用蜂窝结构或包含各种几何形状的折叠的蜂窝结构。为了制造夹层构件成品，例如平坦的夹层板，优选把覆盖层放置在芯结构每一侧的适当位置上。根据刚度要求，覆盖层可以包含将一层放在另一层之上的多层，所述多层含有预浸材料。然后在合适的装置中尤其是在压机或高压釜中在高温高压下，在精确限定的时间内固化该结构，以便形成夹层构件成品。由于与环境温度相比时所需的固化温度例如140℃是高的，所以芯结构的每个室中的内部压力升高。因为包含在覆盖层中的可固化塑性材料在固化过程中改变其粘度，所以起初内部过压力可以从室中逸出。当在固化过程完成后夹层构件冷却时，在芯结构的各个室中产生微小的负压，所述负压在芯结构的每个室之上导致凹痕。上述行为与所用的可固-->化塑性材料或树脂体系无关。为了确保最终的夹层构件(尤其是用作用于航空器客舱的内衬构件)的足够的表面品质，通常需要一些精细的表面再加工，例如磨削和平整。此外，在固化过程期间，由于蒸汽的形成，塑性材料或预浸材料可以在至少部分区域中起泡，使得在覆盖层内表面的区域中影响覆盖层和芯结构之间的机械连接。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种制造夹层构件的方法，所述方法可以制造具有最佳表面的夹层构件。该目的首先由具有权利要求1的特征的方法实现。通过在覆盖层的至少部分固化之前，将填充气体尤其是氮气或空气引入到芯结构中，能够制造具有几乎最佳表面特征的夹层构件，这通常不需要任何机械再加工，其中选择填充气体压力使其小于或等于密闭装置的操作压力，以便尤其是在至少很大程度上防止在覆盖层中形成凹痕。根据本专利技术方法的一个实施方案提供作为覆盖层固化度函数的通过控制和调节装置可改变的填充气体压力。这样能够非常精确地控制根据本专利技术方法的进展，所述控制得到夹层构件的几乎最佳的表面，尤其是没有任何凹痕等。本专利技术的另一个有利的实施方案使得填充气体的温度降低，以便减少夹层构件在装置中的停留时间。因为缩短了固化夹层构件的冷却时间，所以这能够加快整个生产方法。根据本专利技术的其它实施方案，用压机或高压釜固化夹层构件。为了实施根据本专利技术的方法，首先把至少一个覆盖层、随后把必需的开口芯结构、以及至少一个另外的覆盖层放置在压机中，并在高温高压下固化，其中所述芯结构填充有填充气体。在该方法中，填充气体的压力必须不超过压机的操作压力，以便在固化过程中使覆盖层充分地适合于芯结构并由此使覆盖层足够强地结合到芯结构上。在一种可替代的方法中，也-->可以在高压釜中进行夹层构件的固化。在该方法中，必须再次选择高压釜的内部压力，使得其超过填充气体的压力。根据本专利技术方法的另一个有利的实施方案提供可通过控制和调节装置得到的覆盖层的固化度，尤其是覆盖层的粘度状态，并由此改变填充气体的压力。这样通过增加填充气体的压力几乎可以完全抑制覆盖层中凹痕的形成，所述凹痕在冷却过程期间在芯结构的室中出现，并且出现凹痕时将必需精密的机械再加工。在该方法中，当与通过根据经验确定的在每种情况下所用的预浸材料或所用的树脂体系的例如与时间相关和/或与温度相关的固化曲线来间接地确定各自的固化度相比时，直接测量覆盖层的固化度能够更精密地控制夹层构件的芯结构中的填充气体压力，所述填充气体压力是避免凹痕所必需的。根据另一个有利的实施方案，通过相对介电常数的改变由控制和调节装置确定至少一个覆盖层的粘度状态。在用可固化塑性材料(例如环氧树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、BMI树脂等)形成的覆盖层的固化过程中，覆盖层的相对介电常数改变，可通过控制和调节装置以简单的方式获得所述相对介电常数，例如通过合适地设置在密闭装置(例如压机等)中的传感器获得。根据本方法的另一个有利的实施方案，为了形成夹层构件的一体化的边界密封，在密闭装置中进行固化之前，使至少一个覆盖层的突出超过芯结构的至少一个边界部分至少在一些部分中相对于芯结构的至少一个边缘和/或相对于另一个覆盖层放置(例如相互贴靠地放置)。为了形成一体化的边界密封，必须使至少一个覆盖层具有比芯结构的顶部或底部大的面积。为了形成一体化的边界密封，突出的边界部分至少相对于芯结构的边缘放置。因此所述边界部分必须“弯曲”90°。如果边界部分的宽度足够的话，那么所述边界部分可以相对于芯结构的两个边缘和相对于另一个覆盖层的顶部放置，以便产生一体化的边界密封与芯结构和覆盖层之间的非常好的结合。将以这种方式形成的包含芯结构以及相应的“弯曲”覆盖层的结构例如放置在合适的挤压装置的框中。在该布置中，框必须与所得夹层构件的尺寸精确匹配，使得一方面在填充气体的供应期间，围绕芯结构边缘放置的覆盖层不凸出。另一方面，框不能太-->小，这是因为必须充分考虑到至少一个覆盖层的相对于芯结构的边缘放置的边界区域的另外的材料厚度，使得待固化的夹层构件可以放置在框中。如果夹层构件的所有四个侧面均被覆盖层的预浸材料包封，则用于填充气体的连接装置或入口和出口空气连接件变得必须至少在一侧穿透放置在芯结构边缘周围的覆盖层。本方法其它有利的实施方案包含在其它权利要求中。此外，通过用于实施根据权利要求8的方法的压机实现根据本专利技术的目的。由于为了在夹层构件固化期间尤其是至少部分防止在覆盖层出现凹痕，框包含至少一个用于使得填充气体进入和/或离开芯结构的连接装置，所以可以以简单的方式制造具有良好表面品质的夹层构件，所述夹层构件特别是不需要通过磨削、平整等的任何机械再加工。有利的压机设计提供压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造具有开口芯结构（２）和施加到其两侧的覆盖层（１、３）的夹层构件的方法，其中用可固化的塑性材料形成所述覆盖层（１、３），并且在密闭装置中在压力下固化所述夹层构件，其中在所述覆盖层（１、３）的至少部分固化之前，将填充气体特别是氮气或空气引入到所述芯结构（２）中，其中选择小于或等于所述密闭装置的操作压力的填充气体压力，以尤其是至少在很大程度上防止在所述覆盖层（１、３）中形成凹痕。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2005-8-23 10 2005 039 837.51.一种制造具有开口芯结构(2)和施加到其两侧的覆盖层(1、3)的夹层
构件的方法，其中用可固化的塑性材料形成所述覆盖层(1、3)，并且在
密闭装置中在压力下固化所述夹层构件，其中在所述覆盖层(1、3)的至
少部分固化之前，将填充气体特别是氮气或空气引入到所述芯结构(2)
中，其中选择小于或等于所述密闭装置的操作压力的填充气体压力，以
尤其是至少在很大程度上防止在所述覆盖层(1、3)中形成凹痕。
2.如权利要求1所述的方法，其中作为所述覆盖层固化度的函数，通
过控制和调节装置(7)改变所述填充气体压力。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中降低所述填充气体的温度，以
降低所述夹层构件在所述装置中的停留时间。
4.如权利要求1～3中任一项所述的方法，其中将压机或高压釜用作固
化所述夹层构件的装置。
5.如权利要求1～4中任一项所述的方法，其中通过所述控制和调节装
置(7)得到所述覆盖层(1、3)的固化度尤其是所述覆盖层(1、3)的粘度状
态，并且其中相应地改变所述填充气体压力。
6.如权利要求1～5中任一项所述的方法，其中通过相对介电常数的变
化由所述控制和调节装置(7)确定至少一个覆盖层(1、3)的所述粘度状
态。
7.如权利要求1～6中任一项所述的方法，其中为了形成所述夹层构件
的一体化的边界密封，在所述密闭装置中进行固化之前，使至少一个覆
盖层(1、3)的突出超过所述芯结构(2)的至少一个边界部分至少在一些部
分中相对于所述芯结构(2)的至少一个边缘(13、14、15、16)和/或相对于
另一个覆盖层(1、3)放置。
8.一种实施如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡斯滕黑塞，海因茨彼得布施，
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]