[發(fā)明專利]制造纖維增強(qiáng)的塑料異型件的方法和設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510535590.2
• 申請(qǐng)日: 2009-02-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105172167A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 米夏埃爾·貝希托爾德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 空中客車運(yùn)營(yíng)有限公司
• 主分類號(hào): B29C70/50
• 分類號(hào): B29C70/50;B29C70/22
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 張啟程

本申請(qǐng)系申請(qǐng)人的發(fā)明名稱為“制造纖維增強(qiáng)的塑料異型件的方法和設(shè)備”的母案的分案申請(qǐng)。母案在中國(guó)的申請(qǐng)?zhí)枮?00980105751.7，申請(qǐng)日為2009年2月19日。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于制造纖維增強(qiáng)的塑料異型件、特別是用于飛機(jī)或宇宙飛船的塑料異型件的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)

盡管可以使用具有任意斷面形狀的纖維增強(qiáng)的塑料異型件，但本發(fā)明以及其要解決的問(wèn)題參照制造具有I形斷面和T形斷面的塑料異型件來(lái)進(jìn)行闡述。

在常見(jiàn)的用于制造這種塑料異型件的方法(該方法也被稱作拉擠成型)中，纖維束利用可熱硬化的樹(shù)脂浸漬且通過(guò)加熱的具有所需斷面的成型噴嘴牽引，其中樹(shù)脂硬化。在以這種方式制造出的塑料型件中纖維基本上在塑料型件的縱向上延伸，因此在相應(yīng)的負(fù)載下出現(xiàn)的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力或螺旋應(yīng)力會(huì)引起平行延伸的纖維之間的樹(shù)脂斷裂。

在所謂的編織拉擠成型方法中代替非定向的纖維束使用纖維織物，其中纖維螺旋狀地以與塑料型件的縱向形成一定的傾斜角延伸且以這種方式也接收扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和螺旋應(yīng)力。但在將這種由相互交織的纖維制成的纖維織物引入成型噴嘴時(shí)出現(xiàn)巨大的摩擦力，該摩擦力會(huì)導(dǎo)致纖維受損且導(dǎo)致質(zhì)量缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

因此本發(fā)明的目的在于，在制造纖維增強(qiáng)的塑料異型件時(shí)達(dá)到較高的穩(wěn)定性、特別是相對(duì)于扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和螺旋應(yīng)力的穩(wěn)定性，且同時(shí)可靠地避免了纖維受損。

按照本發(fā)明的一個(gè)方面，用于制造纖維增強(qiáng)的塑料異型件的方法具有以下方法步驟：輸送軟管狀的纖維織物，在所述纖維織物中分布有塑料基；碾平軟管狀的纖維織物；在壓力機(jī)中包圍被碾平的軟管狀的纖維織物的長(zhǎng)度段，其中，壓力機(jī)根據(jù)塑料異型件的目標(biāo)異型件壓制長(zhǎng)度段；加熱壓力機(jī)；打開(kāi)壓力機(jī)用于釋放纖維織物；牽引纖維織物穿過(guò)打開(kāi)的壓力機(jī)用于將纖維織物的下一個(gè)長(zhǎng)度段布置到壓力機(jī)中；以及在壓力機(jī)中包圍下一個(gè)長(zhǎng)度段。按照本發(fā)明，軟管狀的纖維織物的輸送包括從大量纖維紗中編織纖維織物的步驟。

按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，用于制造纖維增強(qiáng)的塑料異型件的設(shè)備具有：輸送裝置，其輸送軟管狀的纖維織物，在所述纖維織物中分布有塑料基；用于碾平軟管狀的纖維織物的裝置；壓力機(jī)，其將被碾平的軟管狀的纖維織物連續(xù)地以長(zhǎng)度段壓制出塑料異型件的目標(biāo)異型件；用于加熱壓力機(jī)的加熱裝置；牽引裝置，當(dāng)纖維織物不被壓力機(jī)壓制時(shí)，所述牽引裝置牽引纖維織物連續(xù)地穿過(guò)壓力機(jī)。按照本發(fā)明，所述輸送裝置具有編織裝置，其從大量纖維紗中編織軟管狀的纖維織物。

本發(fā)明的基本思路在于，將在制造塑料異型件時(shí)使用的纖維以軟管狀織物的形式輸送，在該織物中分布有塑料基。所輸送的纖維織物的一個(gè)長(zhǎng)度段被包圍在可加熱的壓力機(jī)中。該壓力機(jī)被加熱且以這種方式加熱包圍的長(zhǎng)度段。這使得塑料基被軟化(如果該塑料基以固體形式存在)且基于由壓力機(jī)構(gòu)建的壓力填充纖維之間的間隙。在熱固性樹(shù)脂的情況下塑料基在壓力機(jī)加熱的影響下硬化。

之后打開(kāi)壓力機(jī)，從而壓力機(jī)不再包圍纖維織物的長(zhǎng)度段且不再施加壓力作用到該長(zhǎng)度段上。纖維織物穿過(guò)打開(kāi)的壓力機(jī)被牽引，直到將纖維織物的下一個(gè)長(zhǎng)度段布置到壓力機(jī)中。從這時(shí)開(kāi)始該壓力機(jī)包圍該下一個(gè)長(zhǎng)度段，從而使在下一個(gè)長(zhǎng)度段中的塑料基在加熱的壓力機(jī)的影響下分布在纖維之間或者說(shuō)被硬化。

通過(guò)這種方式使得纖維織物不僅在首先述及的長(zhǎng)度段而且在下一個(gè)長(zhǎng)度段的區(qū)域中植入到塑料基中，從而在兩個(gè)長(zhǎng)度段中產(chǎn)生纖維增強(qiáng)的塑料異型件的相應(yīng)的段。這使得能夠制造原則上不受限的長(zhǎng)度的塑料異型件，其中循環(huán)地重復(fù)將纖維織物包圍在壓力機(jī)中、打開(kāi)壓力機(jī)以及牽引纖維織物的步驟，此外分別以一個(gè)距離穿過(guò)打開(kāi)的壓力機(jī)牽引纖維織物，該距離不大于各包圍在壓力機(jī)中的長(zhǎng)度段。

由于纖維以軟管狀的纖維織物被輸送，在制成的塑料異型件中纖維的至少一部分以相對(duì)于塑料異型件的圓周的某個(gè)傾斜角延伸，即具有在圓周方向上的方向分量。因此如此制造的塑料異型件具有特別高的穩(wěn)定性。由于當(dāng)壓力機(jī)打開(kāi)時(shí)纖維織物穿過(guò)壓力機(jī)被牽引，在牽引時(shí)沒(méi)有或僅有很小的摩擦力需要克服，從而有效避免纖維受損。還能夠?qū)恳龖?yīng)力確定到限定的、較低的值上，從而也可以加工如下的纖維織物，其中纖維在相對(duì)于織物的軟管形狀的縱向的較大的角度下延伸，而不會(huì)將織物通過(guò)較大的牽引應(yīng)力扭歪或在長(zhǎng)度上牽拉。

由于纖維織物可以在沒(méi)有耗費(fèi)的人力操作的情況下進(jìn)行制造，整個(gè)方法特別容易地自動(dòng)化實(shí)施。

根據(jù)一種優(yōu)選的改進(jìn)，軟管狀的纖維織物的輸送包括由大量纖維紗編織纖維織物的步驟。預(yù)接編織過(guò)程實(shí)現(xiàn)了根據(jù)需要連續(xù)地制造塑料異型件，而無(wú)需儲(chǔ)備預(yù)制的纖維織物。