[發明專利]與基體施加同時形成有形纖維

有效

• 申請號: 201310236306.2
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103507343B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: M·S·威倫斯基;M·P·科扎
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: B32B27/02
• 分類號: B32B27/02;B32B37/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 趙蓉民,張全信

相關申請的交叉引用

該申請與題目為Bicomponent fibers containing nano-filaments for use in optically transparent composites(用于光學透明復合材料中的包含納米絲束的雙組分纖維)并且于2012年6月14日提交的共同提交的申請系列號13/523,108相關。

技術領域

一般而言，本公開涉及復合材料，并且更具體地涉及具有改善的光學性能的纖維增強的復合制品的制造。

背景技術

用于制造復合制品的常規方法包括提供包含多個纖維的干燥纖維預制件(preform)。干燥纖維預制件可置于與復合制品的最終形狀近似的成形刀具上。在干燥纖維預制件置于成形刀具上之后，樹脂可單獨地施加至干燥纖維預制件上。例如，來自樹脂容器的液體樹脂可使用真空壓力注入干燥纖維預制件。熱和/或壓力可施加至注入了樹脂的預制件，其可被固化或凝固以形成復合制品。

盡管將樹脂單獨地注入干燥纖維預制件通常是用于形成復合制品的令人滿意的技術，但是該方法包括若干缺點，有損其總體效用。例如，用液體樹脂單獨地注入干燥纖維預制件需要使用專用器材，比如樹脂容器、樹脂管道、流動介質和真空器材。對于專用器材的需要增加了該方法的復雜性，并且增加了生產復合制品所需的總成本和時間。

在用于制造復合制品的另一方法中，樹脂薄膜可施加在干燥纖維層之間，以在成形刀具上形成復合鋪疊(layup)。可將熱施加至復合鋪疊以降低樹脂薄膜的粘度并且使得樹脂流動、混合和注入干燥纖維層。也可在固化復合鋪疊期間施加熱和/或壓力。盡管樹脂薄膜的使用可降低與提供樹脂至干燥纖維相關的一些復雜性，但是放置樹脂薄膜的單個層與干燥纖維層的需要導致該方法是勞動強度大并且耗時的。

與用于制造復合制品的常規方法相關的另一缺點涉及期望提供具有特定橫截面形狀的單個纖維。例如，可期望為每個纖維提供平坦表面和相對尖銳的角部，以提高復合制品的光學性能。遺憾地，用于制造纖維的常規方法由于表面能作用導致纖維的表面和角部變圓。纖維的圓的表面和角部可導致穿過復合制品的光的光學畸變，其可降低復合制品的光學性能。

可見，本領域需要用于制造復合制品的系統和方法，其消除與施加樹脂至復合鋪疊相關的時間、成本和復雜性。另外，本領域需要制造用于復合制品的纖維的系統和方法，其中纖維設置有平坦表面和相對尖銳的角部。

發明內容

在一種實施方式中提供用于復合制品的涂布纖維的本公開具體解決了和減輕了與復合材料制造相關的上述需要。涂布纖維可包括纖維體和基體層(matrix layer)。纖維體可具有至少一個纖維表面。基體層可至少部分涂布纖維表面，并且可在纖維體形成期間施加。

也公開了復合制品，其可使用多個纖維體形成。每個纖維體可具有至少一個纖維表面。基體層可至少部分涂布至少一個纖維體的纖維表面。基體層可基本上與纖維體的形成同時施加。

另外，公開了制造用于復合制品的涂布纖維的方法。該方法可包括形成具有至少一個纖維表面的纖維體的步驟。該方法也可包括基本上與纖維體的形成同時施加基體層至纖維表面的步驟。

在進一步的實施方式中，公開了形成復合制品的方法，其可包括下述步驟：提供多個涂布纖維，其中每個涂布纖維可由在纖維體形成期間用基體材料涂布的纖維體構成。形成復合制品的方法可進一步包括降低基體材料的粘度以使得多個涂布纖維的基體材料混合。形成復合制品的方法可另外地包括固化和/或硬化基體材料以形成復合制品。

也公開了使復合制品負荷的方法。該方法可包括提供復合制品，其由多個涂布纖維形成，其中每個涂布纖維包括纖維體和基本上與纖維體的形成同時施加至纖維體的基體層。使用復合制品的方法可進一步包括將復合制品置于非負荷狀態。使用復合制品的方法可另外地包括將復合制品置于負荷狀態。

已經討論的特征、功能和優勢可獨立在本公開的各種實施方式中實現或可在其他實施方式組合，參考下列說明和附圖可見其進一步的細節。

附圖說明

當參考附圖時本公開的這些和其他特征將變得更加顯而易見，其中遍及所有的附圖相同的數字表示相同的部件并且其中：

圖1是配置為復合材料面板的復合制品的透視圖；

圖2是圖1的復合制品的一部分的放大視圖并且圖解嵌入基體材料的多個纖維體；

圖3是圖2的復合制品的側視圖并且圖解以交叉片構造布置的纖維體層；