[發明專利]使用透氣聚乙烯真空膜形成復合疊層堆疊的方法和裝置

有效

• 申請號: 201580011671.0
• 申請日: 2015-02-26
• 公開（公告）號: CN106132673B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 路易斯·費爾南德斯;托馬斯·里吉德爾
• 申請（專利權）人: 龐巴迪公司
• 主分類號: B29C70/44
• 分類號: B29C70/44;B29C70/54;B29D99/00;B29C35/08;B29C43/36;B29L31/30
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 梁曉廣,關兆輝

對相關申請的交叉引用

本國際PCT專利申請依賴于2014年3月4日提交的美國臨時專利申請序號61/947,716的優先權，所述美國臨時專利申請的全部內容以引用的方式并入本文中。

發明領域

本發明有關于使用透氣聚乙烯真空膜形成復合疊層堆疊的方法和裝置。

對相關技術的描述

已知在構建復合材料時，將多個復合疊層材料層堆疊至模具上。還將復合疊層堆疊在彼此頂部，并且使用利用真空膜(有時也稱為“真空袋”)施加的真空進行壓縮。為了可以從真空膜與模具之間的間隔中去除空氣，將透氣材料插入復合疊層與真空膜之間。在施加真空時，同時加熱復合疊層。熱和壓力的施加(通過真空和/或正壓)將復合疊層加固至復合疊層結構中。

按照慣例，真空膜是由硅酮或尼龍基材料制成，所述材料是柔性的并且可建立合適的密封，從而在介于真空膜與模具之間的間隔內建立部分真空。

利用硅酮的一個困難在于，用于熱成形應用的硅酮傾向于延伸和變形，從而導致疊層厚度由于不均勻的壓力分布而變化，尤其是在施加真空和/或熱時。盡管這個問題未必在每一種建造復合疊層結構的情況下都成問題，但是當將復合疊層材料放到模具上以便形成具有更復雜的形狀的縱梁，諸如Δ形縱梁或Ω形縱梁時，所述問題被放大。

僅供參考，縱梁是一種結構強化元件，其被附接至另一個元件，諸如整流罩，以便強化該另一個元件并且提高該另一個元件的強度和剛度。盡管縱梁可能具有許多種形狀中的任一種，但是可以將縱梁構建成具有Δ形狀或Ω形狀，對于復合縱梁來說，這些被視為復雜形狀。

迄今為止，現有技術尚未提供硅酮真空膜的合適的代替物。

發明概要

本發明解決了關于現有技術所指出的一個或多個缺陷。具體來說，本發明提供了一種形成成形復合結構的方法。所述方法包括將復合疊層堆疊放置于模具上，其中所述復合疊層堆疊包括織物疊層和樹脂且其中所述模具呈現預定形狀；將包含聚乙烯的真空膜覆蓋于所述復合疊層堆疊上，從而在所述真空膜與所述模具之間建立可抽空體積；對介于所述模具與所述真空膜之間的所述可抽空體積施加吸力以在所述可抽空體積內建立至少部分真空，從而經由響應于所述可抽空體積內的所述至少部分真空而施加至所述真空膜的壓力來壓縮所述復合疊層堆疊；以及在向所述可抽空體積施加吸力的同時加熱所述復合疊層堆疊，從而至少部分地加固所述疊層堆疊。

在一個預期實施方案中，使所述樹脂預先浸入所述復合疊層堆疊的至少一部分中。

在另一個預期實施方案中，所述加熱步驟包括至少透過所述真空膜施加在約700nm至1mm、2至10μm或1.5至8μm中的至少一者之間的波長范圍內的紅外電磁輻射。

再進一步，預期所述加熱步驟發生在約110至130℉(43.33至54.55℃)之間、約115至125℉(46.11至51.67℃)之間或約120℉(48.89℃)中的至少一者的溫度下。

關于所述模具，所述預定形狀可以包括Ω形或Δ形表面中的至少一者。

預期所述織物疊層可以包含碳纖維以及其他類型的纖維。

另外，預期所述真空膜的一側包括通道的圖案，從而允許在向所述可抽空體積施加所述吸力時將氣體抽出。所述圖案可以是所述通道的直線網格圖案或所述通道的菱形圖案中以及其他圖案。

本發明還提供了一種真空膜，其適用于抵靠模具壓實至少兩個纖維層的復合疊層堆疊。所述真空膜包括聚乙烯，其具有第一表面和第二相對表面；和表面圖案，其被安置在所述第一表面和所述第二表面中的至少一者上。所述表面圖案包括適用于從所述真空膜與所述模具之間抽出氣體的通道網絡。

在一個預期實施方案中，所述真空膜具有介于9.5密耳(0.24mm)±10％之間的厚度，可透過波長在約700nm至1mm范圍內的紅外電磁輻射，在縱向方向上具有介于約500％至550％之間的拉伸伸長率，在橫向方向上具有介于約650％至700％之間的拉伸伸長率，在所述縱向方向上具有介于約3300psi至3500psi之間的拉伸強度，在所述橫向方向上具有介于約2700psi至2900psi之間的拉伸強度，在所述縱向方向上具有介于約0.6至0.8磅/密耳之間的埃爾曼多夫撕裂強度，且在所述橫向方向上具有介于約0.9至1.1磅/密耳之間的埃爾曼多夫撕裂強度。另外，預期所述通道具有介于約11.2密耳(0.28mm)±10％之間的寬度、介于約6密耳(0.15mm)±10％之間的深度并且被安置為彼此相隔介于約84.8密耳(2.15mm)±10％之間的間隔距離。。