[發明專利]用于復合部件制造的短切纖維的預固結裝料

在審

• 申請號: 202010114957.4
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111730874A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: A·W·布魯姆-席貝爾
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: B29C70/12
• 分類號: B29C70/12;B29C70/46;B29C70/54
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 付林;王小東

本發明涉及用于復合部件制造的短切纖維的預固結裝料。一個實施方式是一種用于制造復合部件的方法。該方法包括：在將碎片形成為預固結裝料時，降低短切纖維的碎片的體積因子；將預固結裝料的部分成形為裝配在沖模內的成形體積裝料；以及在沖模內對成形體積裝料壓縮模制。

技術領域

本公開涉及復合材料的領域，并且具體地涉及復合部件的制造。

背景技術

“短切纖維”指的是由熱塑性樹脂加強的小片的不連續纖維的術語。每片相對較小(例如，小于十英寸寬)并且包括短纖維段。當成片的短切纖維被加熱到熔化溫度并經受壓力時，片之間的熱塑性塑料混合，產生由隨機定向的短纖維加強的單個復合部件。

可以通過將否則將被丟棄的廢棄復合部件切碎來制備成片的短切纖維，或者可以從單向預浸條帶將片切割成特定尺寸。所產生的成片的短切纖維具有顯著的體積量。即，當將成片的短切纖維堆疊到沖模中用于模制時，這些片被氣隙分開。

因此，期望具有一種考慮到上述問題中的至少一些以及其它可能的問題的方法和設備。

發明內容

本文所述的實施方式利用壓縮模制來制造用于放置到沖模中的短切纖維的固體裝料。固體裝料沒有氣隙，并且被成形為裝配在它們將被放置在其中的沖模中。因此，固體裝料比松散的成片的短切纖維占據更少的空間，使得壓縮模制沖模能夠更小。另外，固體裝料未被氣隙隔開，并且將比堆疊的短切纖維片顯著更快地熔化。

一個實施方式是一種用于制造復合部件的方法，該方法包括：在將碎片形成為預固結裝料時，降低短切纖維的碎片的體積因子；將預固結裝料的部分成形為裝配在沖模內的成形體積裝料；以及在沖模內對成形體積裝料進行壓縮模制。

另一實施方式是一種包含編程指令的非暫時性計算機可讀介質，編程指令在由處理器執行時可操作用于執行用于制造復合部件的方法，該方法包括：在將碎片形成為預固結裝料時，降低短切纖維的碎片的體積因子；將預固結裝料的部分成形為裝配在沖模內的成形體積裝料；以及在沖模內對成形體積裝料進行壓縮模制。

另一實施方式是一種用于制造復合部件的系統。該系統包括模具，該模具將包括不連續纖維和熱塑性塑料的短切纖維的碎片預固結成具有在1和2之間的體積因子的預固結裝料；具有限定復合部件的形狀的插口的陰壓縮模制沖模；具有與插口互補的突起的陽壓縮模制沖模；以及由預固結裝料制造的預固結短切纖維的成形體積裝料，該成形體積裝料設置在插口內并齊平地抵靠插口的至少一個壁。

再一個實施方式是一種用于促進復合部件的制造的設備。該設備包括模具，該模具包括：多個壁；以及由壁圍繞的凹部，該凹部接收包括不連續纖維和熱塑性塑料的短切纖維的碎片。該設備還包括壓力機，該壓力機的尺寸被確定為與模具互補。

又一實施方式是一種制品，該制品包括：體積成形裝料，該體積成形裝料包括：由短切纖維的碎片熔化而成的不連續纖維和熱塑性塑料，其成形為位于地抵靠壓縮模制沖模的插口的壁而放置。

以下可描述其它說明性實施方式(例如，與前述實施方式相關的方法和計算機可讀介質)。已經討論的特征、功能和優點可以在各種實施方式中獨立地實現，或者可以在其它實施方式中組合，其進一步的細節可以參考下面的描述和附圖看出。

附圖說明

現在僅通過實施例并參考附圖來描述本公開的一些實施方式。在所有附圖中，相同的附圖標記表示相同的元件或相同類型的元件。

圖1是在說明性實施方式中用于制造短切纖維的預固結裝料的模制設備的圖示。

圖2A至圖2B是示出了在說明性實施方式中用于產生短切纖維的預固結裝料以及使用它們來制造復合部件的方法的流程圖。

圖3至圖4是示出了在說明性實施方式中的預固結裝料的壓力形成的圖示。