具有铜无纺布的构造模具制造技术

用于制备成型的复合材料（100）的构造模具（1），该构造模具具有至少一个为复合材料（100）成型所设置的第一平面区段（10）和与该第一平面区段基本相对的、但不是为复合材料成型所设置的第二平面区段（20）以及布置在第一平面区段和第二平面区段之间的加热装置（30），其特征在于，至少一个与第一平面区段（10、20）处于热接触的平面的金属结构（40）布置在第一平面区段（10）和第二平面区段（20）之间或者布置在第一平面区段（10）上，平面的金属结构设计用于使加热装置（30）释放的热量平面地分布。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有铜无纺布的构造模具本专利技术涉及一种用于制备成型的复合材料的构造模具（Bauform），该构造模具具有至少一个为复合材料成型所设置的第一平面区段和与第一平面区段基本相对的、但不是为复合材料成型所设置的第二平面区段以及布置在平面区段之间的加热装置。这样的复合材料特别是指纤维强化的复合材料，尤其是指碳纤维强化的和/或玻璃纤维强化的复合材料。此外，本专利技术优选涉及一种用于大面积的复合材料或由这样的复合材料制成的构件的构造模具。在此处以及随后应当将大面积理解为具有至少1m2的表面延伸。尤其是在风力发电机组件制造领域内的复合材料和由其所制成的构件属于所述的大面积概念。用于制备复合材料的构造模具为复合材料构造，特别是轻质构造领域里的成型提供了基础。其不仅保证了所期望的几何形状，而且也同时用于加工复合材料，特别是用于固化其中所含的基质形成剂。例如在纤维复合材料构造领域里将纤维材料加入到该构造模具中，随后，例如在真空灌注工艺中用树脂浸渍该纤维材料并通过热效应固化。也可使用预浸渍材料（Prepreg）简化浸渍制备步骤。为了将足够的热量引到或引入待制备的复合材料或用树脂浸渍的纤维材料上，通常在构造模具内布置有加热装置，当该加热装置工作时，其可以充分加热复合材料和/或复合材料中所含的用于固化的基质形成剂。然而，尤其是对于大面积的构造模具提出了一个要求，即如下地选择加热装置的几何形状，从而能够保证构造模具内充分均匀的热分布。例如在风力叶片构造领域所使用的构造模具中，有时设有加热装置，该加热装置作为引导加热流体的加热通道或者作为电阻加热丝引入到构造模具中。这种加热装置通常牢固地层压到包括玻璃纤维层压物或碳纤维层压物的构造模具中并且在不破坏组合物的条件下，无法从构造模具的组合物中移除和/或不能再将其重新布置在构造模具内。当加热装置工作时，在为复合材料成型所设置的平面区段上出现局部的热量最大值，其导致了不均匀的热量释放到待成型和待固化的复合材料上。在此情况下，热量最大值通常相应于加热通道或加热电阻丝的分布。到复合材料上不均匀的热量释放会导致复合材料的一定区域已经固化或者说稳定化，而其它区域却还没有充分固化或稳定化，也就是说待制备的复合材料的或者由复合材料制成的构件的质量不够好。此外，过强的热量引入会损害或甚至破坏复合材料。在出现过高的温度时，也不能排除基质形成剂的局部分解或破坏，这自然是应当避免的情况。为了避免出现局部热量最大值，从现有技术公知，将碳纤维网层压到构造模具内，这可以实现合适的热量分布。例如从DK201070038A中公知这样的构造模具。碳纤维除了良好的导电性外还具有令人满意的导热性，该导热性尤其可以保证纤维纵向方向上的良好的热传导。在此情况下，碳纤维网可以由拉长的碳纤维所构成的有规律的网络形成，所有碳纤维具有预先给出的分布方向且通过例如织物中合适的排列方式相互机械连接成平面网络。然而，碳纤维网络的缺点是一方面制备这样的碳纤维网络带来高昂的成本，另一方面由于纤维纵向方向上的导热性明显高于与纵向方向垂直的方向上的导热性，所以碳纤维的导热性是各向异性的。这有时会导致在一定的有角和有棱的构造模具几何形状的情况下相对缓慢的热分布，和/或者导致不同方向上导热性的不同和热分布的不均匀。因此，碳纤维网络的功能不充分适合于较复杂的构件几何形状。为了避免现有技术中的这些不足，在此应当建议一种用于制备成型的复合材料或由复合材料制成的构件的构造模具，其成本低廉且能够以如下的方式使加热装置的热量良好地分布，即：热量在平面区段上充分地均匀分布，该平面区段是为了复合材料上的成型以及热释放到复合材料上而设置。此外，也应当使平面内的导热性尽可能地各向同性，在更加复杂的构件几何形状的情况下，这可以使热量充分均匀和快速地分布。此外，应当建议一种构造模具，其可以模块化地扩展，但却不必改变在其结构中的加热装置。通过根据权利要求1的构造模具来实现本专利技术的目的。特别是通过一种用于制备成型的复合材料的构造模具来实现所述目的，该构造模具具有至少一个为复合材料成型所设置的第一平面区段和与该第一平面区段基本相对的、但不是为复合材料成型所设置的第二平面区段，以及在第一平面区段和第二平面区段之间布置的加热装置，其中，在第一平面区段和第二平面区段之间或者在第一平面区段上布置有至少一个与第一平面区段热接触的平面的金属结构，将该平面的金属结构设计用于使加热装置释放的热量平面地分布。在此以及随后应当这样理解平面的，即：根据本专利技术的金属结构具有纵向延伸或横向延伸，所述延伸大于金属结构在高度方向上的延伸。但在此情况下，平面金属结构本身不一定是由平面的部件构成，而只是金属结构的整体几何形状具有平面几何形状。在金属结构为局部平面的情况下，它也是平面的。此外还要指出：第二平面区段不是必须与第一平面区段在其平面延伸或几何形状方面相一致。更确切地说，将与第一平面区段基本上相对的边界设置为第二平面区段就足够了。此外，该边界也可以与其他的构件或装置连接来形成一种复杂的构造模具。第二平面区段也只是需要设计成局部平面的。这种形式的构造模具的优点一方面是可以相对成本低廉地制备平面的金属结构，例如以网、平面泡沫、薄膜或无纺布的形式。此外，这样的金属结构的导热性是相对各向同性的，即：平面方向的导热性与其它任一延伸方向的导热性没有区别。因此，也能实现相对复杂的构造模具几何形状，其中，能够同时确保有效的热分布。此外，选择金属结构的金属或组份以及几何形状能够自适应地调整导热性的大小。还可通过金属结构的构造来支持这种调整。此外，例如与碳纤维网相比，制备这种平面金属结构成本更低。根据第一优选实施方式设置如下：至少一个平面的金属结构包括金属网和/或金属无纺布，特别是铜网和/或铜无纺布。在此情况下，金属网可以由单个的金属丝形成，这些金属丝相互机械地连接。例如可以通过编织或交织进行这样的连接。同样可以通过焊接将金属丝相互连接。金属网的特征在于：至少若干根金属丝彼此间采用了预先确定的排布。但对于具有大量无序金属丝的金属无纺布却不是这样的情况。与金属结构的横向和/或径向延伸相比，金属无纺布中的这些无序金属丝或者可以相对地短，即小于该尺寸大小的5%，优选小于该尺寸大小的2%，以及更优选地小于该尺寸大小的1%，或者也可以有一部分相对较长的金属丝，即大于该尺寸大小的5%。这种金属网和金属无纺布的成本特别地低廉，原因在于它们可以容易地制备，以及所需的材料成本相对地小。在此，铜特别良好地适用于导热，因为铜可以具有在350W/（m·K）和400W/（m·K）之间的导热值。此外，由于与其它较脆的金属相比，铜具有其相对的软性（Weichheit），所以能够很好地加工和成型。在另一实施方式中可以设置如下：在第一平面区段和加热装置之间布置有至少一个平面的金属结构。因此，由加热装置释放的热量可以特别有效地传递到第一平面区段并在第一平面区段的平面上分布。由于金属的热阻相对地小，所以热量损失也特别少且相对快地传递到第一平面区段，从而热能能够进一步有效地供给给待成型的复合材料。根据本专利技术的另一实施方式可以设置如下：至少一个平面的金属结构至少与加热装置直接接触。这保证了从加热装置到金属结构的特别有效的热传递，进而保证了在从加热装置到第一平面区段本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备成型的复合材料（100）的构造模具（1），所述构造模具具有至少一个为所述复合材料（100）成型所设置的第一平面区段（10）和与所述第一平面区段基本相对的、但不是为所述复合材料成型所设置的第二平面区段（20）以及布置在所述第一平面区段和所述第二平面区段之间的加热装置（30），其特征在于，与所述第一平面区段（10、20）处于热接触的至少一个平面的金属结构（40）布置在所述第一平面区段（10）和所述第二平面区段（20）之间或者布置在所述第一平面区段（10）上，所述至少一个平面的金属结构设计用于使所述加热装置（30）释放的热量平面地分布。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.12 DE 102011079027.61.用于制备成型的复合材料的构造模具，所述构造模具具有：a)至少一个用于使所述复合材料成型的第一平面区段；b)与所述第一平面区段基本相对的、但不是为所述复合材料成型所设置的第二平面区段；c)布置在所述第一平面区段和所述第二平面区段之间的加热装置；d)与所述第一平面区段处于热接触的至少一个平面的金属结构；e)所述至少一个平面的金属结构布置在所述第一平面区段和所述第二平面区段之间或者布置在所述第一平面区段上；f)所述至少一个平面的金属结构将所述加热装置释放的热量平面地分布；g)所述至少一个平面的金属结构包括至少一个金属网或金属无纺布；h)所述至少一个平面的金属结构至少局部地具有留空部；i)所述构造模具是用于制备风力发电机的转子叶片的复合构件的构造模具半壳体；在层压过程中将所述至少一个平面的金属结构压到构造模具中，从而使层压基质嵌接到所述留空部中。2.根据权利要求1所述的构造模具，其特征在于，所述至少一个平面的金属结构包括铜网和/或铜无纺布。3.根据前述权利要求的任一项所述的构造模具，其特征在于，所述至少一个平面的金属结构布置在所述第一平面区段和所述加热装置之间。4.根据权利要求1或2所述的构造模具，其特征在于，所述至少一个平面的金属结构具有至少局部地在平面上分布的开口。5.根据权利要求1或2所述的构造模具，其特征在于，所述至少一个平面的金属结构具有至少500g/m2和/或最多2000g/m2的单位面积重量。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：黑尔格·萨格尔，马库斯·德勒韦斯，
申请(专利权)人：西格里碳素欧洲公司，
类型：
国别省市：