[發(fā)明專利]具有中間纖維層的RTM方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510930485.9
• 申請(qǐng)日: 2015-12-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105690806A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·凱澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 本特勒SGL有限責(zé)任兩合公司
• 主分類號(hào): B29C70/48
• 分類號(hào): B29C70/48;B29C45/14;B29C45/73
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 呂晨芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于按權(quán)利要求1的前序部分中的特征制造纖維復(fù)合材料構(gòu)件的方法。

背景技術(shù)

由現(xiàn)有技術(shù)已知由纖維復(fù)合材料制成產(chǎn)品。為此，纖維材料滲入由樹(shù)脂組成的基質(zhì)，使得構(gòu)件在基質(zhì)的硬化后變硬。構(gòu)件包含通過(guò)在纖維復(fù)合材料內(nèi)定向纖維的其本身的硬度。為此已知不同的制造方法，例如層壓，其中，分別鋪上墊、織物但是也或者無(wú)紡織物的形式的纖維材料層，在其上又涂上樹(shù)脂并且施加接下來(lái)的纖維材料層。

但是也由現(xiàn)有技術(shù)已知樹(shù)脂注射方法(樹(shù)脂傳遞模塑)。為此，提供一種具有模具空腔的也稱為容腔的模具。纖維材料坯件放入模具空腔中并且接著閉合模具。在模具上存在有開(kāi)口，基質(zhì)通過(guò)開(kāi)口注入。注入的基質(zhì)然后穿流通過(guò)纖維材料。在注入過(guò)程結(jié)束之后這樣制造的纖維復(fù)合材料構(gòu)件部分硬化并且從模具中取出。

在此產(chǎn)生下述兩個(gè)問(wèn)題。在此，基質(zhì)局部地在一個(gè)或各不同的位置上注入并且通過(guò)從該位置向模具空腔的方向通流或流動(dòng)擴(kuò)散。在閉合的模具的內(nèi)表面與纖維材料坯件之間保留有自由空間或空腔，在空腔中不存在纖維材料，而是僅存在放入纖維材料坯件時(shí)存在的環(huán)境空氣以及因此存在在該環(huán)境空氣中主導(dǎo)的壓力。如果RTM(樹(shù)脂傳遞模塑)工具設(shè)有真空，那么會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓。如果現(xiàn)在注射樹(shù)脂，那么通過(guò)所述空腔的該樹(shù)脂比通過(guò)在纖維材料坯件中的中間空間的樹(shù)脂明顯更快地流動(dòng)，因此比通過(guò)纖維材料坯件的各纖維條之間的空間的樹(shù)脂更快地流動(dòng)。由此導(dǎo)致在制造好的纖維復(fù)合材料構(gòu)件中的基質(zhì)的不均勻分布，使得制造的構(gòu)件的生產(chǎn)準(zhǔn)確性波動(dòng)。

由此可見(jiàn)的第二產(chǎn)生的缺點(diǎn)在于，存在有模具排氣開(kāi)口，通過(guò)該模具排氣開(kāi)口能夠使得由于樹(shù)脂注射產(chǎn)生的過(guò)壓消逝。因此，可能更快地流動(dòng)的樹(shù)脂到達(dá)排氣開(kāi)口并且遮蓋或封閉開(kāi)口，使得還沒(méi)有充滿樹(shù)脂的區(qū)域可能具有被困空氣(Luftschluesse)。生產(chǎn)準(zhǔn)確性也由此降低。

在樹(shù)脂流中總是在前面的區(qū)域中產(chǎn)生流動(dòng)的樹(shù)脂前部(Harzfront)。樹(shù)脂前部的流動(dòng)可以例如通過(guò)模具的局部可變的溫度控制，這例如由DE102011112141A1已知。在此，缺點(diǎn)在于高的模具成本和生產(chǎn)成本以及下述事實(shí)，即樹(shù)脂由于溫度影響已經(jīng)開(kāi)始硬化，使得可能必須設(shè)置多個(gè)的樹(shù)脂注射位置。

由DE1504759A已知用于纖維增強(qiáng)的樹(shù)脂型件的制造方法，其中，合成的樹(shù)脂在流動(dòng)的狀態(tài)下注入到模具中用于浸漬。在增強(qiáng)的纖維材料與模具的內(nèi)表面之間設(shè)置有間隔材料。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于從現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)提出一種方法，使用該方法可以在用于制造纖維復(fù)合材料構(gòu)件的樹(shù)脂注射方法中補(bǔ)償?shù)玫降淖杂煽臻g和被困空氣方面的缺點(diǎn)，但是該方法應(yīng)可低成本地并且簡(jiǎn)單地實(shí)施。

上述目的通過(guò)按權(quán)利要求1的特征的用于樹(shù)脂注射的方法實(shí)現(xiàn)。

按本發(fā)明的方法的有利的設(shè)計(jì)方案在從屬權(quán)利要求中說(shuō)明。

按本發(fā)明的用于制造纖維復(fù)合材料構(gòu)件的方法規(guī)定，將纖維材料坯件、也稱為預(yù)制件放入模具中并且閉合模具。接著，將樹(shù)脂注射到閉合的模具中，以便進(jìn)行RTM方法。為了克服上述缺點(diǎn)，按本發(fā)明的方法規(guī)定，至少局部地、優(yōu)選完全地在纖維材料坯件的外表面與模具的內(nèi)表面或模具空腔的內(nèi)表面之間位置固定地定位設(shè)置有由纖維制成的附加的涂層或覆層(后面稱作為中間纖維層或無(wú)規(guī)定向纖維或無(wú)規(guī)定向纖維層)，使得樹(shù)脂的流動(dòng)速度因此由于中間纖維層降低。

借助按本發(fā)明的方法，正是通過(guò)選擇在中間纖維層中的纖維密度和/或尺寸以及在中間纖維層中針對(duì)性地局部地使用纖維使得可以控制樹(shù)脂的流動(dòng)速度。由于在纖維材料坯件和模具的內(nèi)表面之間設(shè)置中間纖維層或無(wú)規(guī)定向纖維，尤其是樹(shù)脂的流動(dòng)速度降低，使得形成不僅通過(guò)纖維材料坯件本身而且也在中間空間中的均勻的流動(dòng)樹(shù)脂前部。此外，在基質(zhì)中的壓力本身提高，使得基質(zhì)材料進(jìn)一步傾向橫向于流動(dòng)方向地側(cè)面地滲入到纖維材料坯件中。

在本發(fā)明的范疇中，樹(shù)脂可理解為基質(zhì)樹(shù)脂或樹(shù)脂系統(tǒng)。在此可以是單組分的樹(shù)脂但是也可以是多組分的樹(shù)脂，其中，樹(shù)脂例如接著通過(guò)熱激活和/或添加硬化物開(kāi)始硬化。下述使用的樹(shù)脂和樹(shù)脂系統(tǒng)的概念是意義相同的。

無(wú)規(guī)定向纖維尤其必須位置固定地定位，由此其不會(huì)被在注射時(shí)施加的壓力或流動(dòng)的樹(shù)脂前部帶走并且于是在不期望的位置上變密。

按本發(fā)明地，這通過(guò)下面描述的各種可能性實(shí)現(xiàn)。可能的是借助于植絨過(guò)程施加無(wú)規(guī)定向纖維或定向的纖維或者通過(guò)打毛纖維材料坯件本身產(chǎn)生無(wú)規(guī)定向纖維。