專利名稱：纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件和用于制造纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件的方法
纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件和用于制造纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件的方法，該結(jié)構(gòu)元件 具有至少兩個相互鄰接的第一和第二部分元件，它們分別具有纖維結(jié) 構(gòu)和埋嵌所述纖維結(jié)構(gòu)的不同的基體系，這些基體系由液體狀態(tài)不同 地固化。
本發(fā)明還涉及一種纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件，它具有至少兩個相互鄰接 的第一和第二部分元件，它們分別具有纖維結(jié)構(gòu)和埋嵌所述纖維結(jié)構(gòu) 的不同固化的基體系。
已知，纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件由不同的部分元件組成，它們具有不同 的纖維結(jié)構(gòu)、尤其是不同的基體系，用于滿足對部分元件的不同要求。 在傳統(tǒng)技術(shù)中部分元件分開地制造并且通過粘接和/或螺紋連接組合成 結(jié)構(gòu)元件。部分元件的組合導(dǎo)致的缺陷是，只有為連接花費高費用時 該連接才能具有可能需要的高的剪切強(qiáng)度，這明顯提高了纖維復(fù)合結(jié) 構(gòu)元件的重量。
通過DE 199 15 083 Cl和EP 1 400 341 Al已知，使不同的坯件、 即纖維結(jié)構(gòu)部分元件相互設(shè)置并且共同通過結(jié)合劑(基體系)透浸并 且必要時在真空條件下固化。但是在此對于部分元件使用明顯相同的 基體系。US 5，667，881公開了熱塑性與熱固性塑料之間的連接，它由此制 成在兩種塑料的邊界面上，兩種塑料以液態(tài)或塑性狀態(tài)略微混合， 以便由此相互間形成一種彌散。這種方法僅限于使用可相互混合的塑
料，因此只具有有限的使用范圍。本發(fā)明的目的是，使得能夠制造一種開頭所述類型的纖維復(fù)合結(jié) 構(gòu)元件，該結(jié)構(gòu)元件的部分元件的連接的穩(wěn)定性提高，可成本有利地 制造并且不局限于確定的塑料組合。該目的通過開頭所述類型的纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件實現(xiàn)，該結(jié)構(gòu)元件 的特征是，第一部分元件的基體系以不均勻的邊界面延伸到第二部分 元件區(qū)域中并且第二部分元件的基體系在第二部分元件內(nèi)部以互補(bǔ)的 邊界面連接在第一部分元件的基體系上。在一個可選擇的實施方式中，開頭所述類型的本發(fā)明纖維復(fù)合結(jié) 構(gòu)元件的特征是，第一部分元件的基體系以不均勻的邊界面延伸到第 二部分元件的區(qū)域中并在那里形成具有不均勻邊界面的混合區(qū)并且第 二部分元件的基體系在第二部分元件內(nèi)部以互補(bǔ)的邊界面連接到該混 合區(qū)上。上述目的還在第一實施方式中通過一種開頭所述類型的方法這樣 實現(xiàn)首先使第一部分元件的基體系液化并且在此時不均勻地擠入到 鄰接的第二部分元件的區(qū)域中，接著使第二部分元件的基體系液化， 并且，使這些基體系固化。因此，按照本發(fā)明的方法規(guī)定，首先使第一部分元件的基體系液 化，而第二部分元件的纖維結(jié)構(gòu)還是干燥的，即，第二部分元件的可 能已經(jīng)存在的基體系還未液化或者第二部分元件的纖維結(jié)構(gòu)還完全沒 有設(shè)置基體系。由此第一部分元件的基體系可以以液體形式不均勻地 擠入第二部分元件的區(qū)域中，由此在接著第二部分元件的基體系液化 時(通過加熱或者通過注射液體結(jié)合劑)在這些基體系之間構(gòu)成不均 勻的邊界面，通過該邊界面使固化的基體系相互"齒接"或"鉤連"。
通過這種方式達(dá)到部分元件之間的連接，該連接由于基體系的"齒接" 或"鉤連"而具有明顯增大的抗剪強(qiáng)度。按照本發(fā)明的方法的特征是， 基體系的齒接或鉤連僅在其中一個部分元件的區(qū)域中發(fā)生，其中到另 一部分元件中的"回流"可忽略并且小于在部分元件中引起齒接或鉤連的體積的2%、最好小于1%。在本發(fā)明的一個實施方式中，這些部分元件具有由熱固性塑料構(gòu) 成的基體系和由熱塑性塑料構(gòu)成的基體系。在此最好在第一部分元件 的纖維結(jié)構(gòu)中存在熱固性塑料，該纖維結(jié)構(gòu)因此構(gòu)造為熱塑性預(yù)浸帶 或者其纖維結(jié)構(gòu)可以含有熱塑性纖維。通過加熱可以使熱塑性塑料液 化并因此擠入到第二部分元件的區(qū)域中，最好擠入到第二部分元件的 纖維結(jié)構(gòu)中。熱固性結(jié)合劑例如可以注射到第二部分元件的纖維結(jié)構(gòu) 中。在此在兩種液化的結(jié)合劑之間構(gòu)成一個不均勻的邊界面，由此， 以后固化的基體結(jié)構(gòu)以不均勻的邊界面相互貼靠并且部分地相互擠 入。最好通過相應(yīng)的導(dǎo)入溫度進(jìn)行固化，其中例如使熱固性結(jié)合劑通 過溫度升高一并且必要時通過過壓固化，而熱塑性結(jié)合劑接著在冷卻 時固化。在本發(fā)明的另一實施方式中例如可以在預(yù)浸帶上存在熱固性塑 料，它在相對較低的溫度(例如80'C)時液化并且延伸到鄰接的具有 空隙的熱塑性預(yù)浸帶或熱塑性混合體(comminglinghybrid)的區(qū)域中。 在溫度繼續(xù)升高時熱塑性塑料液化，由此在熱塑性塑料的局部區(qū)域形 成混合區(qū)域，在該局部區(qū)域中混合體的熱塑性纖維或者預(yù)浸帶的熱塑 性含量在擠入的熱固性塑料內(nèi)部液化并由此在熱固性塑料固化時形成 熱塑性的夾固。但在此對于提高連接力重要的是相關(guān)的基體通過不均 勻地擠入到第二局部區(qū)域中的熱固性材料空間齒接?；旌蠀^(qū)僅位于該 結(jié)構(gòu)的第二局部區(qū)域中，其中"僅"在這里也意味著，在任何情況下 熱塑性材料進(jìn)行向熱固性塑料的第一局部區(qū)域中的略微的回流，它在體積上小于2%、最好小于1%。最好用于制造纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件的方法步驟直到基體系固化都在 一次性封閉的模具中進(jìn)行，由此使制造方法明顯合理化。在另一實施方式中開頭所述類型的方法的特征是，使第一部分元 件在使為連接到第二部分元件上而設(shè)置的過渡區(qū)域負(fù)載的情況下用未 通過基體系浸潤的纖維結(jié)構(gòu)固結(jié)并且接著使第二部分元件在第二部分 元件的基體系擠入到第一部分元件的過渡區(qū)域中后固結(jié)。由此，組件的第一部分元件或組成部分被單獨地這樣固結(jié)，使得 無基體材料的干燥纖維區(qū)域保留在到以后的組件的過度部中，即第二 部分元件。例如通過基體液化或基體注射和固化進(jìn)行的固結(jié)也可以在 與第二部分元件裝配之前進(jìn)行。由此使以后的從第一部分元件的基體 系到第二部分元件的另一基體系的過渡區(qū)確定在第一部分元件內(nèi)部。因此當(dāng)?shù)谝徊糠衷幕w液化時第二部分元件不承受熱負(fù)荷， 因為過渡區(qū)域已經(jīng)在第一和第二部分元件裝配成一個組件之前在第一 部分元件中產(chǎn)生。第一和/或第二部分元件的固結(jié)例如可以通過各自基體系的液化和 接著固化實現(xiàn)。但也可以設(shè)想，第一和/或第二部分元件的固結(jié)通過各自的基體系 的注射和接著固化實現(xiàn)。特別有利的是，過渡區(qū)域在過渡區(qū)域的面上具有不均勻的厚度分 布。這一點能夠?qū)崿F(xiàn)，因為過渡區(qū)域的纖維層在其表面中不僅具有干 燥的纖維區(qū)域，而且具有被第一部分元件基體材料穿過的區(qū)域。相應(yīng) 地不均勻地通過過渡區(qū)域纖維層構(gòu)成的不均勻的邊界層的優(yōu)點是，改
善兩個部分元件在過渡區(qū)域中的鉤連和齒接。通過纖維建立兩個基體 區(qū)域的材料鎖合的連接。在一個有利實施方式中第一部分元件由至少兩個相互間例如通過 縫合連接的層構(gòu)成。在此第一部分元件的第一層是設(shè)置有基體系的纖 維結(jié)構(gòu)，第二層是與第一層連接的、沒設(shè)置基體系并且形成過渡區(qū)域 的纖維結(jié)構(gòu)。在例如通過熱塑性材料的液化來固結(jié)基體系時基體材料 部分地流入第一部分體系的第二層中，由此在基體材料固化時在第二 層中形成邊界層。作為該兩層的第一部分元件的第一層例如可以使用熱塑性塑料混 合體或者熱塑性塑料預(yù)浸帶。在第一部分元件的另一有利實施方式中將由相互縫合的纖維層、由纖維非織布(Fasergdege)或者由一個預(yù)成形纖維層構(gòu)成的第二層施 加到第一層上以制成第一部分元件。接著在使過渡區(qū)域負(fù)載的情況下 固結(jié)第一部分元件的基體系，其方式是例如使第一層的熱塑性塑料液 化，使得該熱塑性塑料流入第二層。然后在熱塑性塑料固化時在第一 部分元件的第二層中形成邊界層。第一部分元件的另一有利實施方式通過在固結(jié)第一部分元件的基 體系之前將熱塑性薄膜置入到第一部分元件的第一與第二層之間并且 借助熱量導(dǎo)入使基體系固化來實現(xiàn)。在導(dǎo)入熱量時熱塑性薄膜熔化并 且在形成不均勻過渡區(qū)域的情況下部分地擠入第二層中。熱塑性薄膜例如可以是穿孔的或開孔的。熱塑性薄膜的穿孔很大程度上保留在第二層中并且形成具有小孔 的邊界層。由此第二部分元件的基體系可以流入這些小孔中并且在其 固化時附加地與第一部分元件的基體系齒接。由此兩個基體系產(chǎn)生不 一致的邊界層。
通過上述方法制成的纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件例如可以用于飛機(jī)的縱梁 加強(qiáng)的機(jī)身殼或機(jī)翼殼。在此殼件由環(huán)氧樹脂碳素纖維預(yù)浸帶敷設(shè)， 而縱梁由具有熱塑性基體的碳素纖維材料通過上述方法制成。然后， 縱梁除了縱梁底腳的接觸區(qū)域外固結(jié)成浸漬殼并且可以通過熱變形精 密適配殼的例如球形輪廓。在加熱具有縱梁的焊接的殼構(gòu)件時還干燥 的縱梁底腳區(qū)域通過預(yù)浸帶的盈余樹脂浸漬并由此形成縱梁與殼的可 承載的連接。當(dāng)然，本方法也可以相應(yīng)地用于制造其它應(yīng)用領(lǐng)域的纖維復(fù)合結(jié) 構(gòu)元件。下面借助于附圖中示出的實施例詳細(xì)描述本發(fā)明。附圖中示出

圖1 纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件的兩個相鄰部分元件的纖維結(jié)構(gòu)的相鄰 布置，圖2 簡示出溫度和壓力在按照圖1的裝置上的應(yīng)用，用于熔化 第一部分元件的纖維結(jié)構(gòu)中熱塑性分量，圖3 簡示出第一部分元件的熱塑性材料擠入到第二部分元件中，圖4 簡示出接著注射熱固性樹脂， 圖5 注射的熱固性樹脂的固化，圖6固化的、按照圖1至5所示方法制成的結(jié)構(gòu)元件， 圖7 按照本發(fā)明的另一實施方式在形成混合區(qū)的情況下制造結(jié) 構(gòu)元件的方法步驟，圖8 固化的結(jié)構(gòu)元件，圖9按照圖8的結(jié)構(gòu)元件的示意圖，圖10a至10f 以形成纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件的第一和第二部分元件 的橫截面圖示出用于制造纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件的方法的草圖，圖11 以橫截面圖示出第一部分元件的第一實施方式的草圖，圖12a至b以橫截面圖示出圖2的第一部分元件的基體系的固結(jié)，圖13 以橫截面圖示出第一部分元件的第二實施方式， 圖14a和b圖4的第一部分元件的基體系的固結(jié)的草圖， 圖15 以橫截面圖示出第一部分元件的第三實施方式的草圖， 圖16a和b 用于固結(jié)圖6的第一部分元件的基體系的方法的草圖，圖17a至c 縱梁加強(qiáng)的機(jī)身殼或機(jī)翼殼的制造的草圖。圖1簡示出要制造的纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件的第一部分元件1和第二 部分元件2。第一部分元件1具有纖維結(jié)構(gòu)3，第二部分元件2具有纖 維結(jié)構(gòu)4，它們以上下敷設(shè)的織物層的形式簡示出。兩個部分元件相互 搭接地布置并由此形成公共的邊界面5。在所示實施方式中第一部分元件1的纖維結(jié)構(gòu)3包括熱塑性纖維 (混合體)。圖2通過包圍所示裝置的閉合模具6簡示出，按照圖1的裝置置 入到模具中并且向外封閉，由此可以在模具6內(nèi)在該裝置上施加提高 的溫度和改變的壓力(提高的壓力或負(fù)壓)。通過提高的 顯度可以使熱塑性纖維在第一部分元件1的在其余部 分通過碳素纖維形成的纖維結(jié)構(gòu)3中熔化，由此產(chǎn)生熱塑性的液體的 結(jié)合劑。因為第二部分元件2的纖維結(jié)構(gòu)4構(gòu)造為干燥的碳素纖維半 成品，因此結(jié)合劑通過毛細(xì)管作用和必要時通過模具6內(nèi)部的過壓作 用不規(guī)則地擠入到第二部分元件2的區(qū)域中，最好擠入到第二部分元
件2的纖維結(jié)構(gòu)4中，如圖3中所示的那樣。在第一部分元件1的結(jié)合劑已經(jīng)固化的情況下按照圖4將熱固性 結(jié)合劑(例如環(huán)氧樹脂)壓入到第二部分元件2的纖維結(jié)構(gòu)4中，如 通過箭頭簡示的那樣。由此兩種結(jié)合劑相互間形成不均勻的邊界線7， 它由于擠入到第二部分元件2的纖維結(jié)構(gòu)4中的結(jié)合劑而只在第二部 分元件2的區(qū)域中延伸。通過在按照圖5的裝置中繼續(xù)提高溫度使注射的熱固性結(jié)合劑固 化。通過接著冷卻該裝置、最好在模具6內(nèi)部，也使第一部分元件1 的熱塑性結(jié)合劑固化，由此在從模具6中取出后呈現(xiàn)在圖4中所示的 纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件，它在其邊界面5上具有兩個部分元件1， 2的相互 齒接的基體系并由此具有抵抗在圖6中通過箭頭簡示的剪切負(fù)荷的高 阻力。在圖7至9所示的實施例中第一部分元件1具有纖維結(jié)構(gòu)3，它以 預(yù)浸帶形式盈余地設(shè)置有熱固性塑料覆層，使得當(dāng)在模具或加熱斧6 中提高溫度時熱固性材料在第二部分元件2的區(qū)域中不規(guī)則地擠入并 且形成不規(guī)則的邊界線7。第二部分元件的纖維結(jié)構(gòu)4例如可以用熱塑 性纖維作為混合體替代。在提高溫度時熱固性材料開始固化，而熱塑 性纖維開始熔化。由此在第二部分元件中形成熱塑性復(fù)合材料。在結(jié) 構(gòu)元件冷卻和固化以后在第二部分元件2的區(qū)域中構(gòu)成不規(guī)則的混合 區(qū)8，它由固化的熱固性材料與同樣固化的熱塑性夾入物組成。通過在 第二部分元件2中機(jī)械上不均勻地構(gòu)成混合區(qū)8的邊界線7又使得部 分元件1， 2之間的邊界層5的穩(wěn)定性改善。當(dāng)然，所示實施例不應(yīng)是限制保護(hù)范圍的。在本發(fā)明范圍內(nèi)可以 在相鄰的部分元件l， 2中使用不同的結(jié)合劑，它們兩者都是熱固性的 或兩者都是熱塑性的。此外不要求使用混合體，因為以相同的方式可
以使用預(yù)浸帶或干燥的纖維結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的基體材料注射到其中。
此外可以使第一部分元件1的結(jié)合劑在液化后在第二部分元件2 的結(jié)合劑通過液化或注射被活化之前就己經(jīng)固化。在所有情況下可以 在第二部分元件2中實現(xiàn)按照本發(fā)明的所期望的兩個部分元件1， 2的 基體系的機(jī)械齒接。
圖10a至f能夠看出用于制造由兩個相互鄰接的部分元件組成的纖 維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件的不同的方法步驟。
圖10a示出第一部分元件101的橫截面圖，它由纖維結(jié)構(gòu)102和 埋嵌到纖維結(jié)構(gòu)102中的基體系103組成。
如圖10b所示，第一部分元件101的基體系103通過溫度和壓力 液化，以便接著通過基體材料103的固化使第一部分元件101固結(jié)。 通過使纖維結(jié)構(gòu)102在第一部分元件101的過渡區(qū)域104中不被基體 系103浸潤，基體系103在固結(jié)時僅不完全地擠入過渡區(qū)域104中， 即擠入無基體的過渡區(qū)域104中。在固化后在那里產(chǎn)生過渡區(qū)域104， 它在過渡區(qū)域104的面上具有不均勻的厚度分布，如在圖10c中可看 到的那樣。
在圖10d所示的下一步驟中，將單獨固結(jié)的第一部分元件101面 接觸地放置到第二部分元件105上。接著將基體系(注射樹脂)106 注射到第二部分元件105中并通過溫度和壓力達(dá)到第二部分元件105 的基體系106穿過該第二部分元件流入第一部分元件的過渡區(qū)域104 中。在那里基體系106與過渡區(qū)域鉤連或齒接并且被固化(圖10e和f)。
因此規(guī)定，使第一部分元件101的基體系103液化并由于其高粘 滯性而不完全擠入第一部分元件101的過渡區(qū)域104中，由此在基體 系103固化時形成不規(guī)則的邊界層。第二部分元件105的基體系106 在第一部分元件101固化時還不存在或者說第一部分元件101的基體
系103在第二部分元件105未出現(xiàn)的情況下液化和固化。接著將基體 系106注射到第二部分元件105中或者將已經(jīng)包含在第二部分元件105 中的基體系106加熱。由此使第二部分元件105的基體系106擠入到 第一部分元件101的過渡區(qū)域104中，該過渡區(qū)域還未被基體系106 浸潤。因此第二部分元件105的基體系流到第一基體系103的邊界層 處，與該基體系鉤連或齒接并且被固化。圖11能夠看出第一部分元件101的第二實施方式，該部分元件由 兩個層107a， 107b構(gòu)成。第一層107a由熱塑性塑料混合體組成，它 與第二層107b連接。第二層107b可以由一個或多個干燥的或者說未 設(shè)置基體系的纖維層組成。第一和第二層107a， 107b相互間的連接例 如可以通過縫合實現(xiàn)。當(dāng)包含在第一層107a中的熱塑性塑料液化時， 該熱塑性塑料部分地流入第二層107b中，由此在該熱塑性塑料作為基 體系固化時，在第二層107b中形成一個邊界層作為過渡區(qū)域104。為此，如圖12a所示，由兩個層107a， 107b構(gòu)成的第一部分元件 101借助于溫度和壓力固結(jié)。圖12b能夠看出完成固結(jié)的第一部分元件 101，具有過渡區(qū)域104。在圖13中簡示出的第一部分元件101第三實施方式同樣由兩個層 108a， 108b構(gòu)成。第一層108a也由熱塑性塑料混合體或者由熱塑性塑 料預(yù)浸帶組成。第二層108b由多個相互縫合的纖維層、由纖維非織布 或者由預(yù)成形纖維層組成。在第一層108a中的熱塑性塑料熔化前使第二層108b與第一層 108a接觸。接著如圖14a所示，使第一層108a的熱塑性塑料通過溫度 和壓力液化并且開始流入第二層108b中。由此在該熱塑性塑料固化時 在第二層108b中形成邊界層，該邊界層又建立一個具有不均勻厚度分 布的過渡區(qū)域104。
圖15能夠看出第一部分元件101的第四實施方式，其中在包含在 第一層109a中的熱塑性塑料作為基體系固結(jié)前在第一與第二層109a， 109b之間襯入開孔的或穿孔的熱塑性薄膜110。在圖16a簡示的第一部分元件101通過溫度和壓力固結(jié)時，熱塑 性薄膜110開始熔化并部分地流入第二層109b中。因此在第一部分元 件101固化時兩個層109a， 109b相互連接。此外熱塑性薄膜110的穿 孔很大程度上保留在第二層109b中并形成一個具有小孔的邊界層。這 在圖16b中示出。在那里可以看出具有相應(yīng)小孔的過渡區(qū)域104。然后 第二部分元件105的基體系可以流入過渡區(qū)域104的這些小孔中并且 在固化時與第一部分元件101的基體系附加地齒接或者說產(chǎn)生不一致 地強(qiáng)化的邊界面。圖17a至c能夠看出上述方法的使用，用于制造飛機(jī)的縱梁加強(qiáng) 的機(jī)身殼或機(jī)翼殼。第一部分元件101例如是由具有熱塑性基體的碳 素纖維材料制成的縱梁，它除了縱梁底腳上的到作為第二部分元件105 的殼件的過渡區(qū)域104外完成固結(jié)。這些縱梁也可以通過熱變形精密 適配殼、即第二部分元件105的例如球形的輪廓。殼件、即第二部分元件105例如由環(huán)氧樹脂碳素纖維預(yù)浸帶敷設(shè)。 在加熱具有縱梁(即第一部分元件101)的焊接的殼構(gòu)件(即第二部分 元件105)時，縱梁底腳的還干燥的區(qū)域用預(yù)浸帶的盈余樹脂浸漬并由 此形成縱梁與殼的可承載的連接。這在圖17b和c中示出。
權(quán)利要求
1.纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件，至少具有相互鄰接的第一和第二部分元件(1，2)和各一個纖維結(jié)構(gòu)(3，4)和分別埋嵌所述纖維結(jié)構(gòu)(3，4)的、不同地固化的基體系，其特征在于，所述第一部分元件(1)的基體系以不規(guī)則的邊界面延伸到第二部分元件(2)的區(qū)域中并且第二部分元件(2)的基體系在第二部分元件(2)內(nèi)部以互補(bǔ)的邊界面連接到第一部分元件(1)的基體系上。
2. 纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件，至少具有相互鄰接的第一和第二部分元件 (1， 2)和各一個纖維結(jié)構(gòu)(3， 4)和分別埋嵌所述纖維結(jié)構(gòu)(3， 4)的、不同地固化的基體系，其特征在于，所述第一部分元件(1)的基 體系以不規(guī)則的邊界面延伸到第二部分元件(2)的區(qū)域中并且在那里 形成具有不規(guī)則的邊界面的混合區(qū)(8),并且，第二部分元件(2) 的基體系在第二部分元件(2)內(nèi)部以互補(bǔ)的邊界面連接到混合區(qū)(8) 上。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件，其特征在于，所 述部分元件(1,2)的基體系通過熱塑性塑料和通過熱固性塑料形成。
4. 用于制造纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件的方法，該結(jié)構(gòu)元件至少具有相互 鄰接的第一和第二部分元件(1， 2)，這些部分元件各具有纖維結(jié)構(gòu)(3， 4)和分別埋嵌纖維結(jié)構(gòu)(3， 4)的不同的基體系，這些基體系 由液體狀態(tài)不同地固化，其特征在于，首先使第一部分元件(1)的基 體系液化并且在此時不規(guī)則地擠入到鄰接的第二部分元件(2)的區(qū)域 中，接著使第二部分元件的基體系液化，并且，使這些基體系固化。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，作為這些部分元件(l， 2)的基體結(jié)構(gòu)使用熱塑性塑料和熱固性塑料。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，如果熱塑性塑料通過 加熱液化，使沒有基體系的第二部分元件(2)的纖維結(jié)構(gòu)(4)貼靠 在第一部分元件(1)上，接著將熱固性塑料以液體形式注射到第二部 分元件(2)中。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述熱塑性塑料 包含在部分元件(1)的纖維結(jié)構(gòu)(3)中。
8. 如權(quán)利要求4至7之一所述的方法，其特征在于，將部分元件 (1,2)的纖維結(jié)構(gòu)(3， 4)置入到一個模具(6)中并且使所有的方法步驟直到基體系固化都在一次性封閉的該模具(6)中進(jìn)行。
9. 如權(quán)利要求4， 5， 7和8之一所述的方法，其特征在于，從屬 的部分元件的熱固性材料在第一溫度時以液體形式使用并擠入到另一 部分元件(1)中，在該部分元件中熱塑性塑料在比所述第一溫度更高 的溫度時液化。
10. 用于制造纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件的方法，該結(jié)構(gòu)元件具有至少兩 個相互鄰接的第一和第二部分元件(1, 5)，這些部分元件各具有纖 維結(jié)構(gòu)(2a， 2b)和分別埋嵌纖維結(jié)構(gòu)(2a， 2b)的基體系(3)，其 特征在于，使第一部分元件(1)在使為連接到第二部分元件(5)上 而設(shè)置的過渡區(qū)域(4)負(fù)載的情況下用未被基體系(3)浸潤的纖維 結(jié)構(gòu)(2a)固結(jié)，接著使第二部分元件(5)在第二部分元件(5)的 基體系(6)擠入到第一部分元件(1)的過渡區(qū)域(4)中后固結(jié)。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，第一和/或第二部分 元件(1， 5)的固結(jié)通過各自的基體系(3， 6)的液化和接著固化實 現(xiàn)。
12. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，第一和/或第二部分 元件(1， 5)的固結(jié)通過各自的基體系(3， 6)的注射和接著固化實 現(xiàn)。
13. 如權(quán)利要求10至12之一所述的方法，其特征在于，所述過 渡區(qū)域(4)在過渡區(qū)域(4)的面上具有不均勻的厚度分布。
14. 如權(quán)利要求10至13之一所述的方法，其特征在于，由至少 兩個相互連接的層(7a， 7b或8a， 8b或9a， 9b)構(gòu)成第一部分元件(1)， 其中第一層(7a， 8a， 9a)是設(shè)置有基體系(3)的纖維結(jié)構(gòu)(2)并且 第二層(7b， 8b， 9b)是與第一層(7a， 8a， 9a)連接的、未設(shè)置基體 系并且形成過渡區(qū)域(4)的纖維結(jié)構(gòu)(2)。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，作為第一層(7a， 8a， 9a)使用熱塑性塑料混合體或者熱塑性塑料預(yù)浸帶。
16. 如權(quán)利要求14或15所述的方法，其特征在于，將至少兩個 層(7a， 7b; 8a， 8b; 9a， 9b)的纖維結(jié)構(gòu)(2)相互縫合。
17. 如權(quán)利要求14至16之一所述的方法，其特征在于，將由相 互縫合的纖維層(2)、由纖維非織布或者由預(yù)成形纖維層構(gòu)成的第二 層(7b， 8b， 9b)施加到第一層(7a， 8a, 9a)上并且在使過渡區(qū)域(4) 負(fù)載的情況下固結(jié)第一部分元件(1)的基體系(3)。
18. 如權(quán)利要求14至17之一所述的方法，其特征在于，液化第 一層(7a， 8a， 9a)的熱塑性基體材料(3)并且固化在液化時部分地 進(jìn)入到第二層(7b， 8b， 9b)中的基體材料(3)。
19. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，在第一部分元件(l) 的基體系(3)固結(jié)之前將至少一個熱塑性薄膜(10)置入第一部分元 件(1)的第一與第二層(9a， 9b)之間并且通過導(dǎo)入熱量這樣固化基 體系(3)，使得熱塑性薄膜(10)熔化并且部分地擠入第二層(％) 中以形成不均勻的過渡區(qū)域(4)。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述熱塑性薄膜(IO) 是開孔的或穿孔的。
全文摘要
纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件，具有至少兩個相互鄰接的第一和第二部分元件(1，2)，它們各具有纖維結(jié)構(gòu)(3，4)和分別埋嵌纖維結(jié)構(gòu)(3，4)的不同固化的基體系，這些基體系由液體狀態(tài)不同地固化。首先使第一部分元件(1)的基體系液化并不規(guī)則地擠入到相鄰第二部分元件(2)的區(qū)域中，接著使第二部分元件的基體系液化，使這些基體系固化，由此制成該纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)元件并提高增加兩個部分元件(1，2)的連接穩(wěn)定性。通過形成不均勻邊界面產(chǎn)生基體系相互間的齒接或鉤連，由此產(chǎn)生具有提高的抗剪強(qiáng)度的邊界面(5)。也可選擇第一部分元件在使用于連接到第二部分元件(105)上的過渡區(qū)域(104)負(fù)載的情況下用未被基體系(103)浸潤的纖維結(jié)構(gòu)(102a)固結(jié)并接著使第二部分元件(105)在第二部分元件(105)的基體系(106)擠入到第一部分元件(101)的過渡區(qū)域(104)中后固結(jié)。
文檔編號B29L12/00GK101128307SQ200680005630
公開日2008年2月20日 申請日期2006年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月21日
發(fā)明者A·赫爾曼, D·施密特, J·朔普邁爾, L·赫貝克, R·卡普斯 申請人:空中客車德國有限公司