[發(fā)明專利]通過高壓注入從液體聚合樹脂制造復(fù)合材料部件的模制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580075285.8
• 申請日: 2015-12-03
• 公開（公告）號: CN107206709B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J-P.科舒瓦;G.弗朗索瓦;P.熱拉爾;H.佩蘭;S.塔耶米特
• 申請（專利權(quán)）人: 阿肯馬法國公司;焊接研究所
• 主分類號: B29C70/48
• 分類號: B29C70/48;B29C33/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 董均華;鄧雪萌

一種用于制造結(jié)構(gòu)化的或半結(jié)構(gòu)化的復(fù)合材料部件的模制裝置（1）和方法，該部件包括聚合樹脂（50）和纖維基板（51）。該裝置包括模具（2），模具包括底部和側(cè)表面；可移動部分（10），其沿模具的側(cè)表面運動，其包括與所述模具（2）的底部和側(cè)表面（5）形成腔體（7）的壓縮表面（14），其特征在于，所述可移動部分（10）包括真空抽吸通道（13、23），該真空抽吸通道通向位于腔體上方的并與所述腔體（7）連通的室（25、42）。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于這種部件的工業(yè)生產(chǎn)的復(fù)合材料部件的模制領(lǐng)域。

更具體地，本發(fā)明涉及一種通過高壓注入從液體聚合樹脂來工業(yè)制造復(fù)合材料部件的模制裝置。本發(fā)明還涉及通過該模制裝置實施的復(fù)合材料部件的制造方法、通過所述方法所獲得的部件以及用于實施該方法的樹脂。

根據(jù)本發(fā)明的方法允許多組分的聚合樹脂的注入。在下文中，使用術(shù)語“聚合樹脂”表示聚合之前的聚合樹脂，并且使用術(shù)語“經(jīng)聚合的樹脂”表示聚合之后的聚合樹脂。

背景技術(shù)

一些部件或如上所述的一些部件的組件有時會經(jīng)受較大的機械應(yīng)力或機械負荷。因此，這些部件通常由復(fù)合材料制成。

復(fù)合材料是至少兩種不可混的組分的組合。通過這樣的組合獲得協(xié)同作用，使得所獲得的復(fù)合材料具有顯著的機械和/或熱力性質(zhì)，而這些性質(zhì)是每種初始組分與復(fù)合材料相比都不具有的或者僅具有較低的程度。

此外，復(fù)合材料包括至少一種增強材料，該增強材料賦予所述復(fù)合材料良好的機械性質(zhì)，特別是在復(fù)合材料和基質(zhì)材料或更簡單的基質(zhì)經(jīng)受機械負荷下的良好性能，從而形成連續(xù)相并確保所述復(fù)合材料的內(nèi)聚力。在工業(yè)上使用的各種類型的復(fù)合材料中，具有有機基質(zhì)的復(fù)合材料是最常見的。在具有有機基質(zhì)的復(fù)合材料的情況下，基質(zhì)材料通常是聚合物。該聚合物可能是熱固性聚合物或熱塑性聚合物。

通過將基質(zhì)材料與增強材料混合，或者通過用基質(zhì)材料潤濕或浸漬增強材料，然后進行所獲得的體系的聚合來制備復(fù)合材料。聚合物基質(zhì)（在本申請的下文中稱作樹脂）和增強物通過將所述樹脂注入所述模具以在模具中進行混合。

通常在工業(yè)上使用的模具是具有一個或多個通風孔的模具，其允許保持模具內(nèi)部的壓力平衡。然而，堵塞的通風孔會導(dǎo)致模制后獲得的最終部件上的缺陷。此外，通風孔通常在部件上留下標記，因此需要定位通風孔和/或部件，使得該標記盡可能不可見，或者使得在模制后待經(jīng)受加工的部件的一部分上實現(xiàn)該標記。

為了克服這些問題，已經(jīng)設(shè)計出在真空下工作的、不具有通風孔的模具。在注入樹脂之前，在模具中產(chǎn)生真空以允許實現(xiàn)基材與樹脂的最佳浸漬，并獲得具有盡可能少的缺陷或瑕疵的復(fù)合材料部件。

因此，文獻DE 20 2012 104 148描述了由互補形狀的兩個部分形成的模制工具，其能夠彼此接觸以形成腔體。模制工具的下部部分包括連接到真空端口（prise）并穿過所述下部部分的壁的通道。上部部分尤其在其中通道的一端通向腔體中（由此能夠在所述腔體中產(chǎn)生真空）的所謂的“打開”位置和其中通道的內(nèi)部端部被上部部分堵塞的所謂的“關(guān)閉”位置之間可移動。沿著工具的上部部分的壁定位的密封件允許確保在腔體與通道之間，以及因此在腔體與外部之間的良好的密封性。模制工具的下部部分包括注入入口，當在腔體中產(chǎn)生真空并且模制工具處于關(guān)閉位置時，通過該注入入口注入樹脂。

然而，這種模制工具成本很高，并且其使用方式顯得很復(fù)雜。而且，在模制工具的打開位置和關(guān)閉位置之間，腔體的體積顯著減小。體積的這種大幅的減小是由于上部部分的移動，該上部部分移動成更靠近下部部分。這種體積變化伴隨著腔體內(nèi)的壓力變化，使得在將樹脂注入腔體的步驟期間的壓力大于在所述腔體中產(chǎn)生真空的前一步驟期間的壓力。該壓差會引起所獲得的復(fù)合材料部件中的缺陷和/或瑕疵。