[發明專利]樹脂浸入設備及系統,層鋪系統,及其使用方法

無效

• 申請號: 201010624691.4
• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN102179941A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: S·G·范尼烏文霍弗;T·克爾維恩;郭書敬;T·米巴赫
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B29C70/40
• 分類號: B29C70/40;B32B37/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱海煜;王忠忠

背景技術

纖維復合材料在汽車和航空工業領域有著廣泛的應用。這些材料重量輕，然而提供良好的強度和剛度。

纖維復合層壓片或者部件典型地可通過首先用樹脂浸漬纖維增強體以形成預浸料(prepreg)，以及然后將預浸料的兩層或者多層固結成層壓片而被制造。盡管同樣對把預浸料的各個層接合在一起是有用的，該固結步驟還對減少和消除在所得層壓片中的孔隙是必需的。這些孔隙反過來可由樹脂不充分地滲透進入纖維束、絲束(tow)或者粗紗(roving)中而導致。

固結對于將預浸料的各個層形成為層壓片以及去除可存在于其中的孔隙可能是不理想的方法。這是因為固結可能需要施加熱和壓力，并且因而需要使用能夠于很長時期施加這類條件的昂貴設備，例如壓熱器(autoclave)。對某些應用來說，部件的尺寸，以及所需專用設備的相應成本，可能導致固結成本高不可及。進一步，可能發生在固結期間的除氣作用可實際上在層壓片和/或預浸料中產生孔隙。

近些年來，用于去除預浸料中的孔隙和/或由此制備層壓片的低成本方法已經被開發，其不需要施加壓力。然而，一般說來，這些方法可能在預浸料和/或經由此法處理的層壓片中留下所不希望的殘余孔隙。結果，由這些層壓片制備的部件可表現出折損的強度。

用于減少由預浸料制備的層壓片中孔隙的其他方法包括在浸漬前降低樹脂粘度，使得其將更容易地且均勻地流到增強材料上且流入增強材料中。例如，這類方法提供用于加熱樹脂或者用溶劑稀釋樹脂。然而，盡管通常是有用的，這些方法也可能無法完全消除在由預浸料制備的層壓片中的孔隙問題。

提供改進的設備和方法用于均勻地使樹脂浸入增強材料、例如纖維、纖維束、絲束、粗紗或者股(ply)中是希望的。希望的是，提供的設備/方法將能夠容易結合到現有的方法中，或者與現有的設備組合，以提供預浸料的鋪層。

發明內容

提供了一種用于由樹脂和增強材料形成預浸料的樹脂浸入設備。該設備包括至少一個中空圓筒，其具有穿過其圓弧表面的多個孔，和允許流體進入該圓筒內部的在其至少一個平坦表面上的孔口(orifice)，其中該圓筒內部至少一部分設置有一個或多個限流器(flow?restrictors)。

在另一方面，提供了一種用于由樹脂和增強材料形成預浸料的樹脂浸入系統。該系統包括樹脂浸入設備和用于供應流體進入圓筒內部的泵。

用于將樹脂浸入增強材料以形成預浸料的方法也被提供，且其包括使用本文所述的設備或系統來形成預浸料。

另一方面，提供了用于提供多個預浸料的層壓片的系統。該系統包括樹脂浸入系統和層鋪設備。還提供了使用該系統提供多個預浸料的層壓片的方法。

附圖說明

本發明這些和其他特征，方面和優點當參考附圖(在其中，類似的字符表示遍及所有附圖的類似部件)閱讀了下面詳細的描述時可以被更好地理解，其中：

圖1是某些實施例中使用的限流器的孔半徑與其滲透率的關系的圖形描繪。

圖2是本文提供的樹脂浸入設備的一個實施例的在第一平面所取的橫截面圖；

圖2A是在圖2中所示的該樹脂浸入系統的實施例的在基本上垂直于第一平面且在線A-A處的平面中所取的橫截面圖。

圖2B是在圖2中所示的該樹脂浸入系統的實施例的在基本上垂直于第一平面且在線B-B處的平面中所取的橫截面圖，以及

圖3是在圖2中所示的樹脂浸入設備的實施例的橫截面圖，其顯示通過圓筒的樹脂流動。

具體實施方式

除非另有定義，本文使用的技術術語以及科學術語具有如本發明所屬領域技術人員普遍所知的相同含義。如本文使用的術語“第一”，“第二”及類似的表達，不表示任何順序、數量或者重要性，而是用來區別一個元件與另外一個元件。術語“一”也不表示數量的限制，而是表示提到的項目的至少一個的存在，以及術語“前面”，“后面”，“底部”，和/或“頂部”(除非另有注明)僅僅被用于方便描述，且并不限于任何一個位置或者空間取向。如果公開了范圍，針對相同部件或者特性的所有范圍的端點值都包括在內且分別可組合(例如，“上至約25wt％”、或者更具體地，約5wt.％至約20wt.％”的范圍包括端點值和“約5wt.％至約25wt.％”范圍中的所有中間值，等等)。與數量相連使用的修飾語“約”意思是包括所記載的值，且具有根據上下文所規定的含義(例如，包括與特定數量的度量關聯的誤差度)。