[發明專利]用于放置形狀填充的粗紗的設施

有效

• 申請號: 201880068313.7
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN111247116B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: M·施瓦茨;A·德勒豪茲;N·拉瓦爾;B·德茹瓦約
• 申請（專利權）人: 賽峰航空陶瓷技術公司
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 茅翊忞

本發明涉及用于沉積旨在用于制造復合部件的成形的填充粗紗(2)的設施(1)，該設施(1)包括：用于供應浸漬有包括粘合劑和陶瓷或碳填料的組合物(16)的纖維粗紗的設備(10)；由至少一個多孔面(24)限定的用于成形和用于排出粘合劑的模具(20)，該模具在入口橫截面和出口橫截面之間變化的橫截面，入口橫截面大于出口橫截面；與模具的出口連通的支承件(30)，在其上支承有用于沉積的成形的粗紗；以及第一輸送設備，第一輸送設備構造成將來自供應設備的粗紗運送通過模具并到達支承件。本發明還涉及使用這種設施的方法。

技術領域

本發明涉及用于放置旨在用于制造復合材料部件的形狀填充的粗紗的設施的一般領域。本發明還涉及一種使用這種設施制造復合材料部件的方法。

背景技術

已知通過以預浸漬的纖維增強層的形式覆蓋來生產復合材料部件。在一些當前技術中，覆蓋由操作人員手動進行。這些技術會導致相對較高的部件生產成本，并且會導致層定位錯誤的風險。這導致獲得的部件的機械性能中的某些變化，并導致其機械性能可以改善的部件。

已經開發了其它解決方案，比如自動纖維放置(AFP)。這種機械化技術對于降低復合材料的部件的生產成本有益處。在現有技術中，將纖維層覆蓋在表面上以獲得所要獲得的部件的預成型件，然后將包含陶瓷或碳顆粒的砂漿注入覆蓋的預成型件的孔隙中，最后燒結顆粒以形成基質。盡管有效，這種方法的時間和成本可以進一步減少。

發明內容

為此，根據第一方面，本發明提供一種用于沉積成形的填充的粗砂的裝置，該粗紗旨在用于制造復合材料部件，該裝置至少包括：

用于饋送浸漬有包括粘合劑和陶瓷或碳填料的組合物的纖維粗紗的設備，

由至少一個多孔表面限定的用于成形和排出粘合劑的模具，該模具在入口截面和出口截面之間具有逐漸演變的截面，入口截面大于出口截面，

與模具的出口連通的支承件，成形的粗紗將沉積在該支承件上，以及

第一輸送設備，該第一輸送設備構造成將來自饋送設備的粗紗運送通過模具并到達支承件。

“粗紗”是指基本上彼此平行行進并連結在一起以形成非織造網狀物的一組纖維或長絲。入口或出口橫截面是由噴絲頭的入口或出口開口限定的區域。

通過這種裝置，可以制造成形的填充的粗紗，即，其浸漬有包括粘合劑和填料的組合物并且具有預定的尺寸，其可以用于使用AFP技術的制造方法中。根據本發明的裝置的粘合劑成形和排出的模具因此使得能夠將粗紗壓延至預定尺寸，同時消除粘合劑的一部分并將填料捕獲在粗紗中，以便在粗紗中獲得較高填料比率。通過排出部分粘合劑來減少由粗紗所占據的體積，從而提高填料比率，但通過多孔表面的過濾又不允許填料逸出。

借助這種裝置，通過充分增加粗紗中的填料的速率，不再需要執行砂漿(barbotine)注射步驟，或更一般地將附加填料引入沉積的粗紗的孔隙中以形成預成型件。換言之，通過增加如裝置允許的粗紗中的填料的比率，并通過使用可移除的粘合劑(例如在熱的作用下)，能夠直接燒結包括離開裝置的粗紗的覆蓋物的預成型件，并獲得期望的孔隙率，而無需首先執行將填料引入預成型件的步驟。

通常，應當選擇多孔表面的孔隙尺寸以確保粘合劑排出，同時將填料捕獲在粗紗中。多孔表面的孔隙尺寸可以嚴格小于填料的尺寸。在一個示例中，孔隙的孔隙尺寸D90可以嚴格小于填料尺寸D10。例如，孔隙尺寸D90可以小于或等于10μm，或小于或等于5μm，或小于或等于0.3μm。注意到，多孔表面的孔隙尺寸不一定必須小于填料的尺寸。實際上，填料通常部分地阻擋比填料的尺寸更大的孔隙，從而減小了有效孔隙尺寸并且仍然提供過濾功能。

在示例實施例中，多孔表面的材料可以是具有開放孔隙率的多孔材料，以確保粘合劑的排出。多孔材料可以是多微孔的或納米多孔的，例如納米多孔的陶瓷材料，其可以通過部分燒結陶瓷粉末、陶瓷或金屬泡沫而獲得，或者多微孔的有機材料。