纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料能夠在比傳統(tǒng)材料較低的重量下提供相當(dāng)?shù)幕蚋纳频慕Y(jié)構(gòu)特性。對(duì)于需要高強(qiáng)度與重量比的應(yīng)用，(例如，航空、機(jī)動(dòng)車、建筑、船舶、醫(yī)療和假肢應(yīng)用)，這些材料越來(lái)越多地被使用。纖維增強(qiáng)塑料材料可以包括增強(qiáng)絲(reinforcing filament)，嵌入于塑料樹(shù)脂基質(zhì)內(nèi)。除其他方法之外，熱塑性復(fù)合部件(復(fù)合材料部件，composite part)可以通過(guò)將熱塑性樹(shù)脂模制于固定增強(qiáng)絲預(yù)制件(初步加工的成品，preform)的模具中來(lái)生產(chǎn)。這些預(yù)制件可以由增強(qiáng)絲片(reinforcing filament sheet)或墊構(gòu)造而成。

在纖維片中，增強(qiáng)絲可以具有彼此相關(guān)的固定取向。增強(qiáng)絲墊(reinforcing filament mat)可以具有無(wú)規(guī)的纖維取向。

增強(qiáng)絲片和墊可以用于不同形狀和尺寸的部件制造中。然而，使用這些片和墊的部件制造可以包括耗時(shí)、手工、片間手動(dòng)層疊(疊層)。勞動(dòng)密集型手動(dòng)疊層工藝可以自動(dòng)化，但自動(dòng)化可能需要大量投資。片和墊可以限制生產(chǎn)商在部件中取向(orient)和/或定位增強(qiáng)絲的能力。另外，諸如孔等特征的形成可能需要切割增強(qiáng)絲。

為了提高這些復(fù)合部件的強(qiáng)度與重量比，期望的是提高或最大化與將作用于成品部件的力通量(force flux)方向基本上對(duì)齊的增強(qiáng)絲的數(shù)目。增強(qiáng)絲可以提供高拉伸強(qiáng)度。因此，相比于具有未對(duì)齊纖維的部件，基本上對(duì)齊平行于所施加的拉伸應(yīng)力的纖維方向可以改善復(fù)合部件的拉伸強(qiáng)度。還可以有益的是減少或最小化增強(qiáng)絲在復(fù)合部件中的不連續(xù)性，(即，由纖維斷裂、切割等所致的終結(jié))，這可能會(huì)降低部件的強(qiáng)度并引起部件內(nèi)的局部缺陷而導(dǎo)致部件故障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，除其他事項(xiàng)外，需要解決的問(wèn)題可以包括減少制造復(fù)合部件的時(shí)間和/或成本，改善復(fù)合部件內(nèi)取向增強(qiáng)絲的能力，和提供在復(fù)合部件中形成諸如孔等特征時(shí)保持連續(xù)增強(qiáng)絲的方法。本發(fā)明主題可以有助于提供這一問(wèn)題的解決方案，如通過(guò)提供在定制纖維鋪放工藝(tailored fiber placement process)中使用具有熱塑性材料絲和增強(qiáng)絲的紗線形成復(fù)合部件的方法。

本文中公開(kāi)了熱塑性復(fù)合預(yù)制件、熱塑性復(fù)合部件、以及其制造方法。

在一個(gè)實(shí)施方式中，一種形成部件的方法可以包括：利用混合紗線(混紡紗線，commingled yarn)形成圖案，其中混合紗線包含由熱塑性材料形成的熱塑性樹(shù)脂絲和由增強(qiáng)材料形成的增強(qiáng)絲，并且其中增強(qiáng)材料具有高于熱塑性材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或分解溫度；將圖案附接至載體材料以形成預(yù)制件；和使用預(yù)制件以形成部件。

在一個(gè)實(shí)施方式中，一種復(fù)合部件可以包含：增強(qiáng)絲的圖案，其中，在使用時(shí)，部件具有力通量，并且其中增強(qiáng)絲與力通量對(duì)齊；和熱塑性樹(shù)脂基質(zhì)；其中增強(qiáng)絲由不同于熱塑性樹(shù)脂基質(zhì)的熱塑性材料的增強(qiáng)材料形成，其中增強(qiáng)絲比熱塑性樹(shù)脂基質(zhì)更硬并且拉伸強(qiáng)度更高，并且其中熱塑性樹(shù)脂基質(zhì)粘結(jié)(結(jié)合)至增強(qiáng)絲。

在一個(gè)實(shí)施方式中，復(fù)合預(yù)制件可以包含：載體材料；和混合紗線；其中混合紗線包含由熱塑性材料形成的熱塑性樹(shù)脂絲和由增強(qiáng)材料形成的增強(qiáng)絲；其中增強(qiáng)絲比熱塑性樹(shù)脂絲更硬并且拉伸強(qiáng)度更高；并且其中混合紗線按照一定圖案附接至載體材料。

本發(fā)明內(nèi)容旨在提供對(duì)本專利申請(qǐng)的主題的概述。它并非旨在提供本發(fā)明的排他性或窮盡的說(shuō)明。包括詳細(xì)描述以提供關(guān)于本專利申請(qǐng)的進(jìn)一步的信息。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在參照附圖，其是示例性實(shí)施方式，并且其中相同的元件編號(hào)相同。

圖1是混合紗線的圖示說(shuō)明。

圖2是沿著圖1的混合紗線的A-A的截面視圖的圖示說(shuō)明。

圖3是使用定制纖維鋪放(TFP)工藝制成的混合紗線預(yù)制件的照片。

圖4是示出混合紗線預(yù)制件的邊緣的圖3的照片的部分100的分解視圖。

圖僅僅是示例性的并且未按具體比例畫(huà)出。

具體實(shí)施方式

增強(qiáng)纖維(以下稱為增強(qiáng)絲)的織物可以是織造的、針織的、編織的或縫合的結(jié)構(gòu)。這些織物的增強(qiáng)絲可以按照固定取向(例如，垂直)相互交錯(cuò)于織物平面中。這種結(jié)構(gòu)可以類似于其它紡織品。由這些片切成的形狀可以用樹(shù)脂片或膜層疊以構(gòu)建可以加固，例如，可以層壓的復(fù)合部件預(yù)制件。當(dāng)部件按照這種方式生產(chǎn)時(shí)，各個(gè)絲的長(zhǎng)度可以相對(duì)于部件的形狀取向。因此，增強(qiáng)絲可能非最佳地對(duì)齊于作用在成品部件上的力通量。例如，平行部件的長(zhǎng)度、或最長(zhǎng)尺寸排列的增強(qiáng)絲可以比平行于部件寬度排列的纖維更長(zhǎng)。當(dāng)按照這種方式構(gòu)建時(shí)，會(huì)更厚，這可能會(huì)需要更重的部件才能滿足既定應(yīng)用的結(jié)構(gòu)要求，這是因?yàn)樵鰪?qiáng)絲不會(huì)按照提供所需強(qiáng)度的方式定位于部件內(nèi)。

一種制造復(fù)合材料的方法可以是將增強(qiáng)絲縫合在一起以生產(chǎn)增強(qiáng)絲預(yù)制件。如此制造的預(yù)制件可以縫合以保持預(yù)制件形狀(和網(wǎng)形(net shape)所得部件)，并將成品部件中的樹(shù)脂與增強(qiáng)材料比控制于所需的比率。這些預(yù)制件相對(duì)于其它方法可以改善增強(qiáng)絲鋪放，但其可能難以使樹(shù)脂基質(zhì)分散成按照這種方式構(gòu)成的緊密縫合增強(qiáng)絲預(yù)制件。例如，在這種緊密縫合預(yù)制件中的增強(qiáng)絲可以彼此鄰接并可以防止熱塑性樹(shù)脂穿透預(yù)制件并在加固期間封裝增強(qiáng)絲。松弛縫合可以使預(yù)制件不可用，因?yàn)樵鰪?qiáng)絲可能變得彼此距離太遠(yuǎn)。

使用混合紗線的定制纖維鋪放(TFP)工藝可以用于克服這些缺陷。TFP工藝可以包括使用混合紗線形成圖案并將其附接至載體材料以形成預(yù)制件。可選地，一個(gè)或多個(gè)預(yù)制件可以進(jìn)一步進(jìn)行加工處理，例如，模制如注射模制、壓縮模制、包覆模制等，以形成制品?；旌霞喚€可以允許各個(gè)增強(qiáng)絲在熱塑性復(fù)合部件如預(yù)制件內(nèi)的更特別的取向?；旌霞喚€可以包括熱塑性樹(shù)脂絲和增強(qiáng)絲。混合紗線可以由熱塑性樹(shù)脂絲和增強(qiáng)絲組成。由混合紗線構(gòu)成的部件可以緊密縫合而不會(huì)增加分散樹(shù)脂基質(zhì)的難度，因?yàn)闊崴苄詷?shù)脂材料預(yù)先分散于部件中。在TFP中，增強(qiáng)絲圖案可以使用一個(gè)或多個(gè)固定/附接絲線(thread)以附接至基底，或載體材料上。固定絲線(fixing thread)可以在部件制造期間如熱固或熱成型期間將增強(qiáng)絲固定到位。

一個(gè)可以影響復(fù)合部件強(qiáng)度的因素可以是聚合物樹(shù)脂基質(zhì)能夠如何在整個(gè)部件內(nèi)廣泛地粘結(jié)至增強(qiáng)絲。樹(shù)脂基質(zhì)能夠飽和(saturate)、包被(surround)和粘結(jié)至增強(qiáng)絲的程度被稱為增強(qiáng)絲的“浸濕”。如果增強(qiáng)絲在加固期間未充分浸濕，則纖維與樹(shù)脂基質(zhì)之間的粘附可能較差且部件可能更易于故障。

使用TFP制成的混合紗線部件相比于其他方式構(gòu)造而成的部件在較低的加固溫度和/或壓力下可以充分浸濕增強(qiáng)絲(即，導(dǎo)致成品部件具有可接受的結(jié)構(gòu)特性)。這可以減少生產(chǎn)過(guò)程中的能耗。使用TFP制成的混合紗線部件相比于其他方式構(gòu)造而成的部件可以在更短的時(shí)間內(nèi)充分浸濕增強(qiáng)絲。這可以縮短制造周期時(shí)間。

混合熱塑性紗線可以包含熱塑性樹(shù)脂絲和增強(qiáng)絲。這種絲可以相互毗鄰放置，偶爾彼此對(duì)接。絲可以各自分散于整個(gè)紗線中。絲可以以成束分散于整個(gè)混合紗線中。束可以包含熱塑性材料的絲，增強(qiáng)材料的絲或包含前述至少一種的組合。本文所用的束可以是指編組不只一種相同材料的絲或編組不只一種不同材料的絲。

混合紗線可以在定制纖維鋪放(TFP)工藝中附接至載體材料，以制造具有基本上對(duì)齊的增強(qiáng)絲的近網(wǎng)狀(net shaped)增強(qiáng)絲預(yù)制件。通過(guò)使用TFP工藝，混合紗線可以按照特定圖案附接至載體材料，并可以基本上對(duì)齊增強(qiáng)絲在復(fù)合部件中的取向。對(duì)于“基本上”，正如“基本上對(duì)齊”中的，可以包括由于縫制紗線的起伏性質(zhì)所致的變化，可以允許旋轉(zhuǎn)方向以在整個(gè)圖案中產(chǎn)生多次通過(guò)，可以允許紗線轉(zhuǎn)向以構(gòu)建部件的寬度或厚度，和/或可以允許增強(qiáng)絲的自然張開(kāi)(natural splaying)?；旧蠈?duì)齊可以包括其中圖案中60％或更多(具體而言，80％或更多)的絲沿著(例如，平行于)部件中可能在一個(gè)或多個(gè)方向上作用的穩(wěn)態(tài)力通量取向的圖案。增強(qiáng)絲可以相對(duì)于成品復(fù)合部件在使用中所遇到的應(yīng)力對(duì)齊并具體取向。此外，使用TFP工藝可以允許在復(fù)合部件中形成特征(例如，孔、薄截面等)。這些特征可以在TFP工藝過(guò)程中使用混合絲的基本上連續(xù)的紗線形成于部件中。對(duì)于“基本上”，正如“基本上連續(xù)的”中的，可以包括由于縫合操作期間改變紗線線軸所致的紗線的終結(jié)和紗線的絲在紗線構(gòu)建之前斷成特定長(zhǎng)度的拉伸斷絲。然而，當(dāng)這些特征形成于層疊部件中時(shí)增強(qiáng)絲可能會(huì)被切斷(例如，切割、打孔、鉆孔、機(jī)加工等)，在增強(qiáng)絲中產(chǎn)生可以降低成品復(fù)合部件強(qiáng)度的不連續(xù)性。產(chǎn)生這些特征的其它加工可能導(dǎo)致更高的制造成本。產(chǎn)生這些特征的其它加工可能會(huì)導(dǎo)致制造周期時(shí)間更長(zhǎng)。

混合紗線可以按照各種方式生產(chǎn)。增強(qiáng)絲和熱塑性樹(shù)脂絲的絲束(例如，無(wú)捻絲束)可以通過(guò)使絲束交錯(cuò)的空氣交織(air entanglement)形成混合紗線。增強(qiáng)絲和熱塑性樹(shù)脂絲的絲束可以進(jìn)行纏繞、紡絲、纏結(jié)、機(jī)械交織或包含前述至少一種的組合，以形成混合紗線，例如，這可以按照制繩方式完成?；旌霞喚€可以包含拉伸斷絲，其中各個(gè)絲具有比紗線長(zhǎng)度更短的特定長(zhǎng)度?；旌霞喚€可以包括圍繞另一絲纏繞的纏繞絲?；旌霞喚€可以包括圍繞其它絲纏繞的纏繞絲。纏繞絲可以包括增強(qiáng)絲，熱塑性樹(shù)脂絲或包含前述至少一種的組合。

在混合紗線中，熱塑性樹(shù)脂絲和增強(qiáng)絲可以無(wú)規(guī)分布，例如，在整個(gè)紗線的截面面積(沿著附圖中t-x平面選取的紗線的截面面積)內(nèi)定位絲并非預(yù)定或?qū)ｉT選擇，絲的定位可以是紗線的制造工藝的結(jié)果。熱塑性樹(shù)脂絲可以均勻地分布在整個(gè)紗線的截面面積中，例如熱塑性樹(shù)脂絲可以在整個(gè)紗線的截面面積內(nèi)相互均勻間隔，其中任意兩個(gè)熱塑性樹(shù)脂絲之間的距離在整個(gè)紗線的截面面積內(nèi)是不變的。熱塑性樹(shù)脂絲可以特定地分布于紗線的整個(gè)截面面積內(nèi)，例如，非隨機(jī)地，其中熱塑性樹(shù)脂絲的定位可以在紗線的制造期間進(jìn)行選擇或預(yù)定。特定的紗線分布在加固期間可以用于整個(gè)復(fù)合部件內(nèi)熱塑性流的精細(xì)微調(diào)。增強(qiáng)絲可以在整個(gè)紗線中與熱塑性樹(shù)脂絲毗鄰接觸。樹(shù)脂絲和增強(qiáng)絲的截面分布，(在t-x平面內(nèi)，整個(gè)紗線的截面面積內(nèi)的分布)，可以在按照l(shuí)-軸方向測(cè)量的混合紗線長(zhǎng)度內(nèi)變化。

增強(qiáng)絲可以比熱塑性樹(shù)脂絲更硬。增強(qiáng)絲可以具有比熱塑性樹(shù)脂絲更高的拉伸強(qiáng)度(例如，韌度)?；旌霞喚€內(nèi)的增強(qiáng)絲可以包括碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、石英纖維、硼纖維、纖維素纖維、天然纖維、液晶聚合物纖維、高韌度聚合物纖維(例如，聚丙烯、聚乙烯、聚(己-6-內(nèi)酰胺)、聚[亞氨基(1,6-二氧六亞甲基)亞胺基六亞甲基])或前述中的至少一種的組合。

熱塑性樹(shù)脂纖維絲可以包括聚碳酸酯，聚醚酰亞胺，聚醚醚酮(PEEK)，聚醚酮酮(PEKK)，聚醚酮(PEK)，聚丙烯，聚乙烯，包括聚四氟乙烯(PTFE)，聚苯乙烯，乙烯類聚合物(polyvinyls)，包括聚氯乙烯(PVC)，聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)，聚甲醛(POM)，聚(對(duì)苯醚)(PPE)，縮醛，丙烯酸類樹(shù)脂，尼龍，熱塑性聚氨酯，聚縮醛，聚苯硫醚，環(huán)烯烴，熱致性聚酯(thermotropic polyester)，丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)，其離聚物，其共聚物或包含前述至少一種的組合。

混合紗線可以包括熱塑性樹(shù)脂絲和增強(qiáng)絲的混合物?；旌霞喚€可以包含總共2至100,000根絲，例如1,000至50,000根絲、或3,000至50,000根絲。

增強(qiáng)絲可以具有厚度1微米(μm)至50μm(這沿著跨越附圖中t-x平面中絲的截面的最長(zhǎng)線性尺寸測(cè)定)，例如，2μm至10μm，或者，5μm至10μm。

熱塑性樹(shù)脂絲可以具有1μm至50μm(這沿著跨越附圖中t-x平面中絲的截面的最長(zhǎng)線性尺寸測(cè)定)，例如，2μm至25μm，或，5μm至25μm的厚度。

混合紗可以具有厚度0.1mm至20mm(這沿著跨越附圖中t-x平面中絲的截面的最長(zhǎng)線性尺寸測(cè)定)，例如，0.1mm至2mm，或0.1mm至1mm。

熱塑性樹(shù)脂絲和增強(qiáng)絲沿著其長(zhǎng)度可以具有任何截面形狀(這沿著附圖中l(wèi)-軸方向測(cè)定)。如本文中所用，截面形狀可以是指附圖的t-x平面中的外周形狀。絲的截面形狀可以沿絲的長(zhǎng)度變化。例如，熱塑性樹(shù)脂和/或增強(qiáng)絲的截面形狀可以是圓形的、橢圓形的、或具有直的或彎曲邊緣的任何簡(jiǎn)單閉合多邊形形狀(例如，環(huán)狀的、等角的、等邊的、切向的、和直線形的多邊形，還包括三角形、四邊形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形、星形等)。

類似地，絲束可以具有任何截面形狀?？障犊臻g可以形成于束內(nèi)的絲之間，至少部分是由于各個(gè)合并成束的絲的截面形狀所致。例如，熱塑性樹(shù)脂或增強(qiáng)絲束的截面形狀可以是圓形的、橢圓形的、或具有直的或彎曲邊緣的任何簡(jiǎn)單閉合多邊形形狀(例如，環(huán)狀的、等角的、等邊的、切向的、和直線形的多邊形，還包括三角形、四邊形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形、星形等)。

混合紗線可以具有任何截面形狀?？障犊臻g可以形成于混合紗線內(nèi)的絲之間，至少部分是由于各個(gè)合并成混合紗的絲的截面形狀所致。例如，混合紗線的截面形狀可以是圓形的、橢圓形的、或具有直的或彎曲邊緣的任何簡(jiǎn)單閉合多邊形形狀(例如，環(huán)狀的、等角的、等邊的、切向的、和直線形的多邊形，還包括三角形、四邊形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形、星形等)。

混合紗線可以具有5wt％(重量百分比)至95wt％的增強(qiáng)絲材料，例如，40wt％至60wt％，或50wt％的增強(qiáng)絲材料，其中紗線的其余部分可以是熱塑性樹(shù)脂材料。例如，紗線可以由50wt％增強(qiáng)絲和50wt％熱塑性樹(shù)脂絲制成。增強(qiáng)絲材料可以具有比熱塑性樹(shù)脂更低的比重(每單位體積的重量)，當(dāng)增強(qiáng)材料和熱塑性材料的重量百分比相等時(shí)，這可能導(dǎo)致增強(qiáng)材料在混合紗線中的體積分?jǐn)?shù)更高。

在TFP工藝中，混合紗線粗紗可以附接至載體材料以在部件形成時(shí)將紗線固定到位。載體材料可以包括熱塑性樹(shù)脂，增強(qiáng)絲或包括前述中的至少一種的組合。載體材料可以是膜，紡織的或無(wú)紡片，基質(zhì)相容性箔等。用作載體材料的熱塑性樹(shù)脂可以是混合紗線的熱塑性樹(shù)脂相同的熱塑性樹(shù)脂。用作載體材料的熱塑性樹(shù)脂可以是不同于混合紗線的熱塑性樹(shù)脂的熱塑性樹(shù)脂。具有與混合紗線相同的熱塑性樹(shù)脂的載體材料可以消除與不同樹(shù)脂相關(guān)的相容性問(wèn)題。具有與復(fù)合部件的樹(shù)脂基質(zhì)相同的熱塑性樹(shù)脂的載體材料可以消除與不同樹(shù)脂相關(guān)的相容性問(wèn)題，如加工溫度、化學(xué)相容性、分解溫度、其他物理特性等。

TFP工藝可以用于通過(guò)正如縫合或刺繡中那樣將紗線直接縫制于載體材料上來(lái)按照一定圖案將混合紗線附接至載體材料(即，基體材料，或背襯材料)上以形成預(yù)制件。在形成的預(yù)制件中，混合紗線可以使用單獨(dú)的固定，或保持絲線附接至載體材料。在形成的預(yù)制件中，混合紗線可以無(wú)需單獨(dú)的固定，或保持絲線就可以附接至載體材料?？p合操作，用于將混合紗線直接縫合于載體層，可以通過(guò)繡花機(jī)進(jìn)行實(shí)施?？p合操作，用于將混合紗線直接縫合于載體材料，可以通過(guò)縫紉機(jī)進(jìn)行實(shí)施?；旌霞喚€可以使用單個(gè)縫紉頭直接縫合至載體材料。

混合紗線，至少在一部分預(yù)制件中，可以通過(guò)使用單獨(dú)的固定絲線附接至載體材料。單獨(dú)的絲線可以由熱塑性樹(shù)脂或增強(qiáng)絲制成。單獨(dú)的熱塑性絲線可以用于增加部件的特定區(qū)域內(nèi)的塑料量。單獨(dú)的固定絲線可以在部件加固時(shí)有助于達(dá)到期望的塑性流動(dòng)。單獨(dú)的固定絲線可以在部件的所選位置中有助于實(shí)現(xiàn)熱塑性絲與增強(qiáng)絲的特定比率。單獨(dú)的固定絲線可以用于調(diào)節(jié)加固期間的樹(shù)脂流動(dòng)，使增強(qiáng)絲足以浸濕以實(shí)現(xiàn)復(fù)合部件的期望性能。

混合紗線可以附接至載體材料，通過(guò)經(jīng)由點(diǎn)熔紗線，如用激光，用超聲焊接或通過(guò)使用熱鉚，周期性地保持紗線到位。混合紗線還可以按照類似方式，例如經(jīng)由縫合、點(diǎn)熔(spot-melting)、超聲焊、粘合沉積(adhesivedeposition)，熱鉚或組合而附接至其他混合紗線上。按照這種方式，預(yù)制件可以在垂直于載體材料的表面的方向上構(gòu)建起來(lái)，增加厚度。當(dāng)預(yù)制件采用多于一層的混合紗線進(jìn)行構(gòu)建時(shí)，預(yù)制件的厚度(垂直的載體材料表面)可以小于或等于50mm，例如1mm至15mm或1mm至8mm，而不損壞混合纖維的完整性(例如，沒(méi)有弄斷混合紗線內(nèi)的絲)。

預(yù)制件圖案可以經(jīng)過(guò)選擇而使增強(qiáng)絲的方向可以基本上彼此對(duì)齊。預(yù)制件圖案可以經(jīng)過(guò)選擇而使增強(qiáng)絲可以基本上平行對(duì)齊于所選的力通量，例如，期望將被施加到成品部件如部件使用時(shí)的穩(wěn)態(tài)力通量。一旦混合紗線圖案附接至載體材料，任何過(guò)量的載體材料可以通過(guò)切割操作除去。在這種情況下，切割操作不需要切割已作為基本連續(xù)的紗線附接至載體材料的增強(qiáng)絲。以這種方式形成的預(yù)制件可以在單個(gè)縫合操作中進(jìn)行制造。樹(shù)脂膜可以放置在混合紗線層之上、之下或之間。部件的厚度可以進(jìn)一步通過(guò)疊層(例如，用混合紗線、樹(shù)脂片或膜、增強(qiáng)絲片等)，或折疊預(yù)制件來(lái)進(jìn)一步增加以達(dá)到所需厚度。疊層或折疊的預(yù)制件可以通過(guò)縫制、點(diǎn)熔、超聲焊或熱鉚進(jìn)行周期性確保以保持所需形狀。混合紗線預(yù)制件可以采用其它相應(yīng)形狀的預(yù)制件進(jìn)行疊層。混合紗線預(yù)制件可以用樹(shù)脂片或膜進(jìn)行疊層?；旌霞喚€預(yù)制件可以通過(guò)樹(shù)脂片或膜進(jìn)行夾層。這些附加層可以具有對(duì)應(yīng)于混合紗線預(yù)制件形狀的形狀。附加層可以構(gòu)建部件至所需厚度。附加層可以提供額外的熱塑性樹(shù)脂以在加固期間輔助濕潤(rùn)部件。

復(fù)合部件可以通過(guò)常規(guī)的壓實(shí)/壓縮方法采用加熱樹(shù)脂軟化和/或熔融以形成封裝和粘結(jié)至增強(qiáng)絲的樹(shù)脂基質(zhì)的位置而進(jìn)行加固。

使用TFP工藝制備的混合紗線預(yù)制件可以降低加工成本、加工周期時(shí)間，并且可以提高復(fù)合部件的強(qiáng)度，但在實(shí)現(xiàn)這些益處時(shí)也存在幾個(gè)顯著的挑戰(zhàn)。在TFP工藝中，熱塑性固定絲線可以用于將純?cè)鰪?qiáng)絲粗紗附接至載體材料。這使得在選擇預(yù)制件中的熱塑性材料的數(shù)量和定位中通過(guò)選擇熱塑性絲線的尺寸、形狀和鋪放而具有靈活性。但是混合紗線內(nèi)的熱塑性樹(shù)脂絲的尺寸和形狀卻是預(yù)定的。

一種或多種固定絲線可以包含熱塑性樹(shù)脂絲、增強(qiáng)絲或包含前述至少一種的組合。固定絲線可以用于影響所選定的區(qū)域內(nèi)的熱塑性材料的量。沿粗紗的長(zhǎng)度的固定絲線縫合的數(shù)量可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，如增加或減少，以達(dá)到預(yù)制件的區(qū)域內(nèi)熱塑性絲與增強(qiáng)絲的所需比率。預(yù)制件可以在加固期間需要較高的熱塑性樹(shù)脂流的預(yù)制件的區(qū)域內(nèi)提供附加的熱塑性樹(shù)脂的固定絲線，或在需要較低樹(shù)脂流的區(qū)域內(nèi)減少熱塑性固定絲線的數(shù)量。增強(qiáng)絲的固定絲線可以用于提供層間剪切應(yīng)力的阻力。

然而，在直接將混合紗線粗紗附接至載體材料，即，無(wú)需額外的固定絲線的情況下，熱塑性樹(shù)脂的位置和數(shù)量，以及熱塑性絲與增強(qiáng)絲的比率，是由熱塑性樹(shù)脂絲在混合紗線內(nèi)的形狀、厚度和分布預(yù)定的。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，附加的熱塑性樹(shù)脂可以通過(guò)改變熱塑性樹(shù)脂絲、或增強(qiáng)絲在混合紗線中的數(shù)量和/或分布而引入至預(yù)制件中。

熱塑性樹(shù)脂或增強(qiáng)絲在混合紗線中的量和/或分布可以通過(guò)改變各個(gè)絲的形狀或厚度，通過(guò)改變每混合紗線截面面積的各個(gè)絲數(shù)量，和/或通過(guò)改變絲在紗線的截面面積內(nèi)的位置來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)材料在混合紗線中的分布可以解決全球范圍內(nèi)跨越整個(gè)部件出現(xiàn)的問(wèn)題。

為了解決離散、定位、樹(shù)脂不足區(qū)域，人們可以添加混合紗線(例如，在需要更多熱塑性樹(shù)脂的區(qū)域內(nèi)扎束混合紗線)，和/或?qū)崴苄圆牧咸砑又令A(yù)制件。這些措施可以在部件的特定區(qū)域內(nèi)提供額外的樹(shù)脂并在加固期間局部提高熱塑性樹(shù)脂流?；旌霞喚€可以通過(guò)增加對(duì)載體材料的縫合數(shù)和/或通過(guò)使用熱塑性絲線或增強(qiáng)絲而將額外的混合紗線附接至所需區(qū)域來(lái)增添，例如，成束。附加熱塑性材料可以按照混合紗線可以附接，例如，直接縫合、點(diǎn)熔，如用激光，超聲焊和/或熱鉚的相同方式附接至預(yù)制件。附加的熱塑性材料可以包括，例如，熱塑性樹(shù)脂絲、絲線、紗線、膜、織造或無(wú)紡片等。

固定絲線可以包括熱塑性樹(shù)脂材料或增強(qiáng)絲材料，并且可以用于將混合紗線按照一定圖案附接至載體材料。按照這種方式，混合紗線可以通過(guò)固定絲線固定于載體材料。這可以在整個(gè)預(yù)制件中進(jìn)行，或可以在預(yù)制件的離散區(qū)域內(nèi)局部進(jìn)行，以調(diào)節(jié)增強(qiáng)材料與樹(shù)脂材料的比率，并達(dá)到加固期間所需的樹(shù)脂流動(dòng)。

熱塑性樹(shù)脂材料的固定絲線可以由將最終在加固期間與復(fù)合部件的熱塑性樹(shù)脂基質(zhì)混合的相同熱塑性樹(shù)脂材料制成。固定絲線可以由后續(xù)加固和/或壓實(shí)工藝之前或期間物理、機(jī)械、熱或化學(xué)去除的材料制成。

據(jù)發(fā)現(xiàn)，混合紗線的預(yù)分布熱塑性樹(shù)脂可以充分地浸濕增強(qiáng)絲(如滿足復(fù)合部件的功能要求，例如，結(jié)構(gòu)要求)。因此無(wú)需在加固期間在部件內(nèi)進(jìn)行樹(shù)脂流的特別設(shè)計(jì)考慮就能實(shí)現(xiàn)浸濕。使用混合紗線可以提供遍及部件的足夠熱塑性樹(shù)脂，使得不需要向混合紗線預(yù)制件添加熱塑性材料。相比于通過(guò)其它方法制造的部件，加固期間的浸濕可以通過(guò)使用混合紗線得以改善。

盡管預(yù)期的挑戰(zhàn)和潛在的缺點(diǎn)，據(jù)發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)靈活性可以通過(guò)在復(fù)合預(yù)制件中使用混合紗線得到改善。這些改善可以歸因于樹(shù)脂絲在混合紗線粗紗內(nèi)的增強(qiáng)絲之間的緊密靠近和預(yù)分布。

在加固期間熔融樹(shù)脂不需要穿透緊密編織的增強(qiáng)絲預(yù)制件或增強(qiáng)絲束，因?yàn)闃?shù)脂絲已經(jīng)分布于整個(gè)預(yù)制件內(nèi)和增強(qiáng)絲中。因此，在加固期間熔融樹(shù)脂的粘度并不需要盡可能低，并且相比于不使用混合紗線構(gòu)造的預(yù)制件降低樹(shù)脂材料的平均行進(jìn)距離(樹(shù)脂必須行進(jìn)以浸濕增強(qiáng)絲的平均距離)。因此，對(duì)于采用混合紗線形成部件的加固階段相比于由其它方法(例如，層壓，使用樹(shù)脂固定絲線和增強(qiáng)絲粗紗的TFP工藝)制成的部件可以更快地使用更低壓力實(shí)施，和/或更低溫度下實(shí)施。

TFP工藝也可以用于按照預(yù)制件的圖案形成形狀(例如，圓形、橢圓形、或直彎曲側(cè)面的簡(jiǎn)單多邊形)。增強(qiáng)絲在形成這些特征中可以是連續(xù)的、或未切割的。例如，TFP工藝可以用于將混合紗線按照形狀圖案附接至載體材料上。形狀的內(nèi)部區(qū)域可以不含混合紗線。形狀的內(nèi)部區(qū)域可以是空的，即，無(wú)混合紗線和載體材料，或可以僅包含載體材料。形狀的外周可以由相對(duì)于形狀的外周設(shè)置的連續(xù)混合紗線形成。形狀內(nèi)部之上的載體材料可以隨后從預(yù)制件上切割以產(chǎn)生通過(guò)預(yù)制件的孔。切割可以在預(yù)制件加固成復(fù)合部件之前或之后完成。在任一種情況下，形狀可以形成穿過(guò)成品復(fù)合部件的孔。

換句話說(shuō)，復(fù)合預(yù)制件可以包含孔或構(gòu)造設(shè)計(jì)以產(chǎn)生孔的部分?？卓梢酝ㄟ^(guò)圍繞孔外周相切取向的增強(qiáng)絲形成?？卓梢酝ㄟ^(guò)沿著孔外周設(shè)置的連續(xù)混合紗線形成。一旦復(fù)合部件加固并在任何后加固過(guò)程完成之后，復(fù)合部件可以包含增強(qiáng)絲沿著孔外周設(shè)置、未切割的位置的孔，并且熱塑性材料形成封裝增強(qiáng)絲的連續(xù)基質(zhì)。

相反，孔可以切割、鉆孔、機(jī)加工等以穿過(guò)由一個(gè)或多個(gè)增強(qiáng)絲片(例如，層壓)制成的預(yù)制件的織造增強(qiáng)絲。切割操作可以直接在加固之前于預(yù)制件上或復(fù)合部件加固之后(例如，模制之后)于復(fù)合部件上實(shí)施。無(wú)論何時(shí)，或如何進(jìn)行孔切割，按照這種方式切割通過(guò)部件的孔可以切斷預(yù)制件的增強(qiáng)絲。這可能會(huì)導(dǎo)致預(yù)制件中的纖維結(jié)構(gòu)不連續(xù)，并降低傳遞通過(guò)部件的應(yīng)力或機(jī)械載荷的能力。這降低按照這種方式構(gòu)建的成品復(fù)合部件的強(qiáng)度。

由混合紗線制成的復(fù)合部件的強(qiáng)度可以來(lái)自混合紗線尤其是增強(qiáng)絲在整個(gè)預(yù)制件體積內(nèi)的連續(xù)鋪放和基本對(duì)齊?；旌霞喚€可以按照一定圖案形成。圖案可以包括編組一起的多根增強(qiáng)絲，并且在組中的增強(qiáng)絲的主要尺寸(例如，長(zhǎng)度)可以沿共同路徑取向。共同路徑可以與圖案的特征，例如，邊緣、孔、骨架等對(duì)齊。共同路徑可以與部件使用中的力通量的方向?qū)R。

因此，混合紗線制成的復(fù)合部件當(dāng)載體材料被移除以產(chǎn)生孔時(shí)可以經(jīng)歷最小，或沒(méi)有降低強(qiáng)度，如之前所描述的。雖然增強(qiáng)絲材料可以用作載體材料，其對(duì)部件強(qiáng)度的貢獻(xiàn)可能小于由混合紗線的增強(qiáng)絲提供的強(qiáng)度，因?yàn)槠淠康氖侵位旌霞喚€，而同時(shí)形成復(fù)合部件預(yù)制件。

一旦預(yù)制件完成，復(fù)合部件可以使用壓實(shí)/壓縮工藝，例如，模制進(jìn)行加固。例如，纖維預(yù)制件(和如果存在的附加層)可以放置在具有順應(yīng)纖維預(yù)制件形狀或?qū)?yīng)于成品復(fù)合部件形狀的形狀的模具中。預(yù)制件隨后可以加熱到特定的溫度以降低預(yù)制件內(nèi)的樹(shù)脂的粘度。一旦溫度達(dá)到熱塑性樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、或熔融溫度，熱塑性樹(shù)脂開(kāi)始軟化、熔融、和移動(dòng)。

軟化的聚合物樹(shù)脂移動(dòng)或流動(dòng)進(jìn)入預(yù)制件內(nèi)的增強(qiáng)絲之間的空隙中，并由此包圍并粘結(jié)至增強(qiáng)絲的表面。按照這種方式，復(fù)合材料包含封裝在熱塑性樹(shù)脂基質(zhì)中的增強(qiáng)絲。預(yù)制件可以被壓實(shí)例如加壓至指定的壓力以擠出可能會(huì)截留于部件中的空氣，從而消除空隙空間。預(yù)制件的壓力和溫度可以保持長(zhǎng)達(dá)所選定的時(shí)間，至少部分確保樹(shù)脂對(duì)增強(qiáng)絲的充分飽和粘結(jié)以及部件完整化。預(yù)制件溫度可以隨后降低同時(shí)保持壓實(shí)壓力以在熱塑性樹(shù)脂冷卻和固化時(shí)保持成品部件的形狀。一旦預(yù)制件溫度降低到低于熱塑性樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或熔融溫度，部件可以從壓實(shí)裝置，例如，模具中移出或脫模，并且部件可以冷卻到室溫。

一旦復(fù)合部件已經(jīng)形成，部件可以進(jìn)行后加固加工，或最終加工，以形成成品復(fù)合部件。后加固加工操作可以包括從部件中去除材料，和/或重新化學(xué)、機(jī)械和/或熱形成部件，例如，后加固加工可以包括磨料噴砂、破碎、拋光、磨光、切割、鉆孔、蝕刻、腐蝕、研磨、壓印、機(jī)加工、打標(biāo)、打磨、砂磨、劃痕、成形、刻螺紋、修邊、滾筒拋光、振蕩拋光，和/或以其他方式產(chǎn)生的表面處理或包括前述中的至少一種的組合。后加固加工操作可以包括向部件中添加材料，例如，后加固加工可以包括添加(即，施加)涂層，正如在密封劑、釉料、涂料、功能層、標(biāo)記、和/或部件的其它表面添加劑和/或前述中的至少一種的組合。涂層的類型可以包括耐磨、粘合劑、抗微生物劑、催化性、裝飾性、導(dǎo)電或熱性、不導(dǎo)電或熱性、光敏性、非粘合性、光學(xué)、底漆、紫外線防護(hù)性、防水或包含前述至少一種的組合。

在完成后固化加工后，復(fù)合部件可以用于具有高強(qiáng)度與重量比的部件可以使用的任何應(yīng)用中。這些復(fù)合材料可以用于航空航天、機(jī)動(dòng)車、船舶、建筑、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、體育和娛樂(lè)、醫(yī)療、假肢等行業(yè)。例如，這些復(fù)合材料可以用于機(jī)動(dòng)車部件的結(jié)構(gòu)，包括噪音屏蔽、前端模塊、座椅結(jié)構(gòu)、儀表面板載體、車頂架、保險(xiǎn)杠橫梁、膝墊、輪艙、電池托盤、衣箱/儲(chǔ)物桶和門硬件模塊，飛機(jī)和直升機(jī)組件，包括座椅靠背托盤和支架、座位架、托架和支撐架、機(jī)身、負(fù)載壁、隔板、地板、儲(chǔ)物箱、天花板等，建筑構(gòu)件，包括托架、欄桿、裝飾件等，運(yùn)動(dòng)和娛樂(lè)產(chǎn)品，包括健身器材、自行車、高爾夫球桿、網(wǎng)球拍、球拍等，消費(fèi)類電子產(chǎn)品，包括筆記本電腦、平板電腦、移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA)、便攜式MP3播放器、個(gè)人娛樂(lè)設(shè)備等，船用部件，包括框架、桅桿、欄桿、儲(chǔ)物箱、艙口等，醫(yī)療設(shè)備，包括骨替換、骨支架、診斷設(shè)備、關(guān)節(jié)置換、醫(yī)療儀器、矯形器、假肢等，以及可以使用具有高強(qiáng)度與重量比部件的任何應(yīng)用。

圖1描繪包含增強(qiáng)絲20和熱塑性樹(shù)脂絲40的混合紗線束(commingled yarn tow)10。絲可以是任何形狀。絲顯示為具有圖1中大致的圓柱形形狀。熱塑性樹(shù)脂絲40顯示出具有不同的尺寸(在這種情況下是厚度或直徑)?；旌霞喚€束10的長(zhǎng)度L，可以沿l-軸方向進(jìn)行測(cè)量?；旌霞喚€束10的厚度，以及每根絲的各自厚度，可以在t-x平面內(nèi)作為t-x平面內(nèi)任何方向上跨過(guò)截面的最長(zhǎng)線進(jìn)行測(cè)定。

圖2示出了圖1的混合紗線束10的t-x平面內(nèi)選取的A-A截面。熱塑性樹(shù)脂絲40和增強(qiáng)絲20可以具有任何截面形狀。在圖2中絲的截面形狀是圓形的。絲可以具有在t-x平面中測(cè)定的不同厚度。熱塑性樹(shù)脂絲40可以分布于整個(gè)截面區(qū)域內(nèi)，混合紗線束10的增強(qiáng)絲之間?；旌霞喚€束10的外周可以是任何形狀。

圖3是使用混合紗線束10制造的TFP預(yù)制件60的照片?；旌霞喚€束10的絲可以鋪放于整個(gè)TFP預(yù)制件60內(nèi)的特定取向上，這正如混合紗線束10的絲70的平行取向中所見(jiàn)?；旌霞喚€束10可以基本上連續(xù)鋪放于整個(gè)圖案跨越本體80的形狀內(nèi)。混合紗線束10可以平行于部件使用時(shí)可以作用于一個(gè)或多個(gè)方向上的穩(wěn)態(tài)力通量(72，73)的方向(例如，通過(guò)箭頭指示的方向表示力通量72和73)延伸?；旌霞喚€束10的絲的取向可以在整個(gè)TFP預(yù)制件60中變化。例如，第一部分110可以具有平行于部件使用時(shí)的第一力通量72的方向取向的絲，第二部分120可以具有平行于部件使用時(shí)的第二力通量72的方向取向的絲。第三部分130可以具有按照其他方向，如相交于第一力通量72或第二力通量73方向的方向取向的絲?；旌霞喚€束10在其于本體80的邊緣轉(zhuǎn)向時(shí)可以形成環(huán)路90。熱塑性絲74可以將混合紗線束10附接至載體材料76。熱塑性絲74可以分隔于整個(gè)TFP預(yù)制件60內(nèi)?；旌霞喚€束10在整個(gè)TFP預(yù)制件60中可以是連續(xù)的并可以具有起始78和末端79。

圖4是圖3的照片的部分100的特寫(xiě)。環(huán)路90沿著TFP預(yù)制件60的邊緣可以看到。熱塑性絲74可以看到是按照TFP預(yù)制件60的圖案保持混合紗線束10于載體層76。熱塑性樹(shù)脂絲40和增強(qiáng)絲20的組可以混合于混合紗線束10中。

不像由其他方法生產(chǎn)的部件，孔并不需要在加固之前或后加固操作中由復(fù)合部件切割或機(jī)加工穿過(guò)增強(qiáng)絲材料。而是孔可以通過(guò)鋪放混合紗線束來(lái)形成?；旌霞喚€可以按照?qǐng)A形圖案附接至載體材料，留下裸載體材料圓圈(circles of bare carrier material)而隨后可以在后續(xù)操作中去除，而不會(huì)破壞或損壞增強(qiáng)絲。

在一個(gè)實(shí)施例中，混合紗線預(yù)制件使用縫合機(jī)附接至熱塑性樹(shù)脂載體材料。預(yù)制件厚4mm。預(yù)制件通過(guò)沿著預(yù)制件的外周邊緣手工切割載體材料而從周圍載體材料中去除。預(yù)制件定位在互補(bǔ)形狀的金屬模具中。模具加壓至1380千帕(kPa)(200磅/平方英寸(psi))，并加熱至316℃(600°F)，并保持于此條件下。在約20min之后模具溫度設(shè)定點(diǎn)降低至177℃(350°F)而壓力保持1380kPa。一旦模具的溫度下降到低于熱塑性樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度214℃(417°F)就打開(kāi)模具并取出部件。一旦冷卻至22℃(72°F)的室溫，部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)完整性測(cè)試(屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、硬度和模量測(cè)試)。結(jié)構(gòu)測(cè)試結(jié)果表明，部件滿足或超過(guò)由織物增強(qiáng)纖維層和熱塑性材料層在371℃(700°F)和1380kPa下層壓30min制成的相同形狀的部件的極限強(qiáng)度和模量結(jié)果。

實(shí)施方式1：一種形成部件的方法，包括：利用混合紗線形成圖案，其中混合紗線包含由熱塑性材料形成的熱塑性樹(shù)脂絲和由增強(qiáng)材料形成的增強(qiáng)絲，并且其中增強(qiáng)材料具有高于熱塑性材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，或分解溫度，或兩者；將圖案附接至載體材料以形成預(yù)制件；和使用預(yù)制件以形成部件。

實(shí)施方式2：根據(jù)實(shí)施方式1的方法，其中混合紗線由熱塑性樹(shù)脂絲和增強(qiáng)絲組成，所述熱塑性樹(shù)脂絲由熱塑性材料形成并且所述增強(qiáng)絲由增強(qiáng)材料形成，其中增強(qiáng)材料具有高于熱塑性材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和/或分解溫度。

實(shí)施方式3：根據(jù)實(shí)施方式1-2中任一項(xiàng)的方法，包括將預(yù)制件設(shè)置在模具中；和加熱預(yù)制件以熔融熱塑性樹(shù)脂絲并形成浸濕增強(qiáng)絲的熱塑性樹(shù)脂基質(zhì)，以形成加固預(yù)制件。

實(shí)施方式4：根據(jù)實(shí)施方式3的方法，進(jìn)一步包括在熱塑性樹(shù)脂基質(zhì)浸濕增強(qiáng)絲時(shí)和熱塑性樹(shù)脂基質(zhì)冷卻時(shí)，將預(yù)制件保持在高于大氣壓的壓力下。

實(shí)施方式5：根據(jù)實(shí)施方式3-4中任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括將加固預(yù)制件插入模具中并在加固預(yù)制件上注射模制樹(shù)脂。

實(shí)施方式6：根據(jù)實(shí)施方式1-2中任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括堆疊兩個(gè)或更多個(gè)預(yù)制件，加熱預(yù)制件以熔融熱塑性樹(shù)脂絲并形成浸濕增強(qiáng)絲的熱塑性樹(shù)脂基質(zhì)，以形成加固堆疊體(堆疊，stack)。

實(shí)施方式7：根據(jù)實(shí)施方式6的方法，進(jìn)一步包括將加固堆疊體插入模具中并在加固堆疊體上注射模制樹(shù)脂。

實(shí)施方式8：根據(jù)實(shí)施方式1-7中任一項(xiàng)的方法，其中混合紗線由熱塑性樹(shù)脂絲和增強(qiáng)絲通過(guò)編織、加捻、紡絲、纏繞、空氣交絡(luò)、機(jī)械交織或包含前述至少一種的組合形成。

實(shí)施方式9：根據(jù)實(shí)施方式1-8中任一項(xiàng)的方法，其中附接包括縫合、點(diǎn)熔、超聲焊、熱鉚、粘合沉積或包括前述中的至少一種的組合。

實(shí)施方式10：根據(jù)實(shí)施方式1-9中任一項(xiàng)的方法，其中附接包括采用縫合至載體材料的固定絲線將混合紗線適當(dāng)?shù)?in place)保持在載體材料中。

實(shí)施方式11：根據(jù)實(shí)施方式1-10中任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括排列熱塑性絲和增強(qiáng)絲在混合紗線中的分布。

實(shí)施方式12：根據(jù)實(shí)施方式1-11中任一項(xiàng)的方法，包括從預(yù)制件中剪裁(trim)載體材料。

實(shí)施方式13：根據(jù)實(shí)施方式1-12中任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括在部件中形成孔，而不損壞增強(qiáng)絲。

實(shí)施方式14：根據(jù)實(shí)施方式13的方法，其中一部分增強(qiáng)絲沿著孔的外周與孔的邊緣相切設(shè)置。

實(shí)施方式15：一種通過(guò)實(shí)施方式1-14中任一項(xiàng)的方法形成的復(fù)合部件。

實(shí)施方式16：一種復(fù)合部件，包含：增強(qiáng)絲的圖案，其中，在使用時(shí)，部件具有力通量，并且其中增強(qiáng)絲與力通量對(duì)齊；和熱塑性樹(shù)脂基質(zhì)；其中增強(qiáng)絲由不同于熱塑性樹(shù)脂基質(zhì)的熱塑性材料的增強(qiáng)材料形成，其中增強(qiáng)絲比熱塑性樹(shù)脂基質(zhì)更硬并且拉伸強(qiáng)度更高，并且其中熱塑性樹(shù)脂基質(zhì)粘結(jié)至增強(qiáng)絲。

實(shí)施方式17：根據(jù)實(shí)施方式15-16中任一項(xiàng)的復(fù)合部件，其中增強(qiáng)絲在整個(gè)部件中基本上是連續(xù)的。

實(shí)施方式18：根據(jù)實(shí)施方式15-17中任一項(xiàng)的復(fù)合部件，包含穿過(guò)其的孔，其中一部分增強(qiáng)絲沿著孔外周與孔邊緣相切設(shè)置。

實(shí)施方式19：根據(jù)實(shí)施方式16-18中任一項(xiàng)的復(fù)合部件，其中增強(qiáng)絲包括碳、玻璃、芳族聚酰胺、玄武巖、液晶聚合物、高密度聚合物或包含前述至少一種的組合。

實(shí)施方式20：根據(jù)實(shí)施方式15-19中任一項(xiàng)的復(fù)合部件，其中熱塑性樹(shù)脂絲包括聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、乙烯類聚合物、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯、丙烯酸類樹(shù)脂、尼龍、熱塑性聚氨酯、聚縮醛、聚苯硫醚、環(huán)烯烴共聚物、熱致性聚酯或包含前述至少一種的組合。

實(shí)施方式21：一種復(fù)合預(yù)制件，包含：載體材料；和混合紗線；其中混合紗線包含由熱塑性材料形成的熱塑性樹(shù)脂絲和由增強(qiáng)材料形成的增強(qiáng)絲；其中增強(qiáng)絲比熱塑性樹(shù)脂絲更硬并且拉伸強(qiáng)度更高；并且其中混合紗線按照一定圖案附接至載體材料。

實(shí)施方式22：根據(jù)實(shí)施方式21的復(fù)合預(yù)制件，其中按照一定圖案的混合紗線基本上是連續(xù)的。

實(shí)施方式23：根據(jù)實(shí)施方式21-22中任一項(xiàng)的復(fù)合預(yù)制件，其中增強(qiáng)材料包括碳、玻璃、芳族聚酰胺、玄武巖、石英、硼、纖維素、天然纖維、液晶聚合物、高韌性聚合物或包含前述至少一種的組合。

實(shí)施方式24：根據(jù)實(shí)施方式21-23中任一項(xiàng)的復(fù)合預(yù)制件，其中熱塑性材料包括聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮酮、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚甲醛、聚(對(duì)苯醚)、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、乙烯類聚合物、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯、丙烯酸類樹(shù)脂、尼龍、熱塑性聚氨酯、聚縮醛、聚苯硫醚、環(huán)烯烴共聚物、熱致性聚酯或包含前述至少一種的組合。

實(shí)施方式25：根據(jù)實(shí)施方式21-24中任一項(xiàng)的復(fù)合預(yù)制件，其中載體材料包含熱塑性樹(shù)脂、增強(qiáng)絲或包含前述至少一種的組合。

實(shí)施方式26：根據(jù)實(shí)施方式21-25中任一項(xiàng)的復(fù)合預(yù)制件，其中載體材料包含熱塑性樹(shù)脂。

實(shí)施方式27：根據(jù)實(shí)施方式21-26中任一項(xiàng)的復(fù)合預(yù)制件，其中載體材料包含增強(qiáng)絲。

實(shí)施方式28：根據(jù)實(shí)施方式21-27中任一項(xiàng)的復(fù)合預(yù)制件，進(jìn)一步包括固定絲線，其中固定絲線包含熱塑性樹(shù)脂絲、增強(qiáng)絲或包含前述至少一種的組合。

實(shí)施方式29：根據(jù)實(shí)施方式28的復(fù)合預(yù)制件，其中固定絲線包含熱塑性樹(shù)脂絲。

實(shí)施方式30：根據(jù)實(shí)施方式21-29中任一項(xiàng)的復(fù)合預(yù)制件，其中混合紗線的厚度為0.1mm至5mm，其中厚度沿著跨越t-x平面中選取的紗線的截面的最長(zhǎng)線性尺寸測(cè)定。

實(shí)施方式31：根據(jù)實(shí)施方式21-30中任一項(xiàng)的復(fù)合部件預(yù)制件，其中混合紗線在整個(gè)預(yù)制件中是連續(xù)的。

通常，本發(fā)明可以可替代地包含在此公開(kāi)的任何合適的組分、由其組成或基本上由其組成。可以另外或可替代地配制本發(fā)明以不含或基本上不含現(xiàn)有技術(shù)組合物中使用的或要不然對(duì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能和/或目的非必需的任何組分、材料、成分、佐劑或物種。

本文公開(kāi)的所有范圍都包括端點(diǎn)，并且端點(diǎn)彼此獨(dú)立地可組合(例如，“高達(dá)25wt.％的范圍，或更具體而言，5wt.％至20wt.％”，都包含端點(diǎn)和“5wt.％至25wt.％”范圍的所有中間值等)。“組合”包括共混物、混合物、合金、反應(yīng)產(chǎn)物等。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等在本文中不表示任何順序、數(shù)量或重要性，而是用于表示一個(gè)元素從另一個(gè)元素區(qū)別開(kāi)。術(shù)語(yǔ)“一個(gè)”和“一種”和“該”在本文中不表示數(shù)量限制，除非本文中另有說(shuō)明或與上下文明顯矛盾，而應(yīng)解釋為涵蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)。如本文中所使用的后綴“(s)”意在包括其所修飾的術(shù)語(yǔ)的單數(shù)和復(fù)數(shù)，從而包括一個(gè)或多個(gè)該術(shù)語(yǔ)(例如，膜(s)包括一層或多層膜)。貫穿整個(gè)說(shuō)明書(shū)所提及的“一個(gè)實(shí)施方式”、“另一實(shí)施方式”、“一種實(shí)施方式”等，是指與實(shí)施方式相關(guān)描述的具體要素(例如，特征、結(jié)構(gòu)和/或特性)都包括在本文中描述的至少一個(gè)實(shí)施方式中，并且可以或可以不存在于其它實(shí)施方式中。此外，應(yīng)該要理解的是，所描述的要素可以按照任何合適的方式合并于各種實(shí)施方式中。

盡管已經(jīng)描述了特定的實(shí)施方式，但是對(duì)于申請(qǐng)人或本領(lǐng)域其他技術(shù)人員可以想到目前未預(yù)見(jiàn)的或可能未預(yù)見(jiàn)的替代、修改、變化、改進(jìn)、和實(shí)質(zhì)等價(jià)物。因此，提交的且可以修改的所附權(quán)利要求旨在涵蓋所有這樣的替代、修改、變化、改進(jìn)、和實(shí)質(zhì)等價(jià)物。