[發明專利]從具有熱塑性基體的復合材料板開始生產復合材料零件的壓縮成型裝置

在審

• 申請號: 202010915252.2
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112440492A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 斯特凡諾·朱塞佩·科爾瓦利亞;尼古拉·加隆;西爾維奧·帕佩德;朱塞佩·布科利羅;尼古拉·米亞尼
• 申請（專利權）人: 列奧納多股份公司
• 主分類號: B29C70/46
• 分類號: B29C70/46;B29C70/54;B29C35/02;B29C33/00
• 代理公司: 北京匯思誠業知識產權代理有限公司 11444
• 代理人: 齊夢雅;葛強

描述了一種壓縮成型裝置(1)，該壓縮成型裝置被構造為從具有熱塑性基體的復合材料板(3)開始生產復合材料零件(2、2’、2”、2”’)；該裝置(1)包括：固定支撐結構(9)；上半模(10)，其設置有第一輪廓表面(11)，該第一輪廓表面(11)與待制造的零件(2、2’、2”、2”’)的上表面(4)的外形相對應；下半模(12)，其設置有第二輪廓表面(13)，該第二輪廓表面(13)與待制造的零件(2、2’、2”、2”’)的下表面(5)的外形相對應；保持裝置(15)，其由支撐結構(9)承載，并且被構造為將板(3)保持在介于半模(10、12)之間的位置中；以及移動裝置，用于使半模(10、12)中的至少一個從板(3)和朝向板(3)移動；保持裝置(15)包括兩個或更多個可釋放夾具(16)，該夾具通過摩擦夾持板(3)的外圍邊緣(18)的不同部分，并且被構造為當板(3)在成型期間被壓縮在半模(10、12)之間時完全釋放板(3)本身或允許板(3)本身的完全釋放。

相關申請的交叉引用

本專利申請要求在2019年9月3日提交的申請號為102019000015509的意大利專利申請的優先權，其全部公開內容以引用的方式并入本文。

技術領域

本發明涉及一種從具有熱塑性基體的復合材料板開始生產復合材料零件的壓縮成型裝置(compression molding device)，復合材料零件特別用于航空應用。

背景技術

眾所周知，復合材料用于各種工業領域，包括航空工業。特別地，通常稱為“預浸料”的纖維增強復合材料是已知的，其通常由包括樹脂基體和浸漬在該基體中的增強纖維的半成品構成。纖維可以根據不同的構造布置，例如沿單個方向、沿具有彼此不同的取向的兩個或更多個方向布置，或者它們可以被布置為形成織物。基體用于將纖維固定在一起，并且在生產期間可能固定到其它部件。

預浸料通常以條的形式制備并纏繞成卷；為了實現期望的機械特性，預浸料必須經歷通過加熱且通常還在壓力下的固結過程。

在航空工業中使用具有熱塑性材料基體的預浸料是已知的。

在這種類型的預浸料中，基體的樹脂具有高分子量，因此，一方面它不需要經歷聚合反應周期，另一方面它不具有粘著性。

具有熱塑性基體的預浸料可以被認為是由單個片材或板材在最終條件下形成的制品的第一近似。因此，為了形成層壓板，其必須被加熱，以便至少熔融與組成它的熱塑性預浸料層接觸的表面，在壓力下將其壓實，然后使其冷卻。熔融所要達到的溫度是非結晶熱塑性塑料的玻璃化溫度T_g和半結晶熱塑性塑料的熔融溫度T_f。

在這些情況下，用于基于熱塑性預浸料生產層壓板的設備還應當供應熱量以達到一定溫度(該溫度取決于材料可能過高)，以便熔融樹脂并由此獲得將組成層壓板的不同層之間的粘合；而且，對于半結晶熱塑性塑料，太快的冷卻可能導致零件的非晶化，結果是性能特性的損失。

具有熱塑性基體的復合材料具有許多優點，例如如下：

-它們在室溫下是穩定的；

-它們具有高回彈性；

-它們允許快速加工；

-它們不需要高壓釜操作(autoclave operations)；并且

-它們是可回收的。

為了實現具有熱塑性樹脂基體的復合材料零件或部件的期望構造，已知使用壓縮成型裝置，尤其是在航空領域中。

特別地，這種成型裝置通常包括預熱站和成型站，在預熱站中，對具有熱塑性樹脂基體的復合材料預固結平板進行加熱操作，以便使其軟化，在成型站中，對已經在預熱站中預固結并隨后加熱的板進行壓縮成型操作，以便獲得期望零件或部件。

成型站基本上包括：