[發明專利]用于制造型材加固的殼構件的方法和成型工具

在審

• 申請號: 201810305867.6
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108688200A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 克萊門斯·海姆;本杰明·泰希;英馬爾·黑森;斯文·托斯特里克
• 申請（專利權）人: 空中客車德國運營有限責任公司
• 主分類號: B29C70/42
• 分類號: B29C70/42;B29C70/72;B29C70/54;B29C70/48;B29C33/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 丁永凡;李建航

本發明涉及一種用于制造由纖維復合材料構成的型材加固的殼構件的方法，所述纖維復合材料包含纖維材料和基體材料，其中型材加固的殼構件具有面狀的殼組件和多個設置在面狀的殼組件上的長形的型材元件。根據本發明提供成型工具，所述成型工具具有造型的工具表面，在所述造型的工具表面中設有多個型材容納部作為凹部。制造長形的型材元件并且將其插入型材容納部中，其中隨后引入用于形成面狀的殼組件的纖維材料并且將構件固化。

技術領域

本發明涉及一種用于制造由纖維復合材料構成的型材加固的殼構件(Schalenbauteil)的方法，所述纖維復合材料包含纖維材料和基體材料，其中型材加固的殼構件具有面狀的殼組件和多個設置在面狀的殼組件上的長形的型材元件，以用于使其加固。本發明同樣涉及一種對此的成型工具。

背景技術

由纖維復合材料制造的纖維復合構件由于其在重量相對低的情況下具有高的強度和剛性的特殊的特性而幾乎存在于所有工業領域中。通常，這種纖維復合材料具有纖維材料和基體材料，其中注入纖維材料中的基體材料在制造纖維復合構件時被固化進而與纖維材料形成整體單元。在此，基體材料能夠在制造纖維復合構件期間注入干燥的纖維材料中，其中為此預先對纖維材料進行加工。但是可考慮的是，使用已經預浸漬的纖維材料，其中基體材料已經在加工之前注入纖維材料中(所謂的預浸料)。

在航天和航空學中通常使用非常大的、面狀的纖維復合構件，例如機身殼或機翼殼，其中關于這種殼構件的面狀伸展(就本發明的意義而言面狀的纖維復合構件)通常構成相對薄的蒙皮。為了在這種殼構件中也能夠確保對彎曲和扭曲的載荷，這種面狀的殼構件通常借助型材加固，所述型材同樣由纖維復合材料形成。在此，所述型材或型材元件提高構件的抗彎曲剛度進而能夠相應地加固殼構件。

目前，型材加強的殼構件通常由預浸料(預浸漬的纖維材料)制成。為此，殼組件或蒙皮元件的各個纖維層手動地或自動化地鋪設到成型工具上。隨后，型材(例如T形型材，也稱為縱梁)定位在殼組件或蒙皮元件的內側上。在此，縱梁例如也能夠已經被固化。替選地也存在將未被固化的縱梁置于已固化的蒙皮元件上的可行性，這具有下述優點：在后續工序中需要較少的鉚接。

為了遵守型材元件或縱梁的位置，在實踐中在此通常使用工具芯，縱梁定位在所述工具芯之間。在此，芯通常橫向于縱梁的縱向方向加壓，使得縱梁型材的腹板被壓縮，以便因此實現期望的纖維體積含量。隨后，構件借助于構建真空被密封并且在壓力和溫度下固化。

這樣的以預浸料方法制造的構件的缺點在于下述事實：為了遵守位置公差需要的是：借助設備或工具芯保證縱梁彼此間的間距。所述設備或工具芯必須被定位或單獨地移動，其中工具芯在蒙皮元件的纖維材料上的移動能夠引起從結構力學觀點不可容忍的纖維卷取(Faserondulation)或結構變化。此外，芯的處理是耗時的，由此降低生產過程的經濟性。

發明內容

因此本發明的目的是，提出一種改進的方法和一種改進的成型工具，借助所述方法和所述成型工具能夠整體地制造型材加固的殼構件。本發明的目的也是提出一種改進的方法和成型工具，借助所述方法和成型工具能夠在不損壞蒙皮元件或殼組件的情況下制造型材加固的殼構件。

根據本發明，所述目的借助根據權利要求1所述的方法以及根據權利要求10所述的成型工具來實現。

根據權利要求1，根據本發明提出一種用于制造由纖維復合材料構成的型材加固的殼構件的方法，其中纖維復合材料包含纖維材料和基體材料。在此，在制造型材加固的殼構件期間，注入到纖維材料中的基體材料通過熱加載來固化，使得獲得后續的構件。然而，必須預先將纖維材料引入相應的模具中，以使構件獲得其后續的構件形狀或幾何結構。

在此，型材加固的殼構件根據本發明具有面狀的殼組件，在所述殼組件上應設置有多個長形的型材元件，其中根據本發明應整體地制造型材加固的殼構件，意即，長形的型材元件和面狀的殼組件在未固化的狀態下彼此拼接并且然后共同在一個工藝步驟中固化。