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      用于生產(chǎn)復(fù)合材料部件的設(shè)備及方法_2

      文檔序號(hào):9924688閱讀:來(lái)源:國(guó)知局
      >[0017]所述至少一個(gè)排氣管路和/或所述至少一個(gè)通道優(yōu)選被布置在所述袋布的下述區(qū)域中,該區(qū)域在用于生產(chǎn)復(fù)合材料部件的所述設(shè)備中被設(shè)置為鄰近所述半成品的臺(tái)階部或其它形狀不規(guī)則部。換言之,如果可能,應(yīng)當(dāng)避免將所述至少一個(gè)排氣管路和/或所述至少一個(gè)通道定位為鄰近所述半成品的表面的光滑部分,以便防止由于在固化包含在所述半成品中的熱固性塑料材料或在所述半成品借助所述袋布被密封在所述接納空間內(nèi)時(shí)注入到所述接納空間中的熱固性塑料材料期間光滑表面部分未與所述袋布直接接觸而引起的在由所述半成品制成的復(fù)合材料部件的表面中形成不規(guī)則部。
      [0018]用于生產(chǎn)復(fù)合材料部件的所述設(shè)備的所述袋布可進(jìn)一步包括可與所述袋布一體形成的至少一個(gè)增強(qiáng)元件。例如,所述增強(qiáng)元件可被設(shè)計(jì)為與所述袋布一體形成的增強(qiáng)褶皺的形式。特別地,所述增強(qiáng)褶皺可在對(duì)所述袋布進(jìn)行熱成型時(shí)被形成。如果期望或需要的話,可使用獨(dú)立于所述袋布形成的另外的增強(qiáng)元件,以進(jìn)一步增強(qiáng)所述袋布的剛度和/或強(qiáng)度。例如,可例如由碳纖維增強(qiáng)塑料材料制成的增強(qiáng)桿可插入到與所述袋布一體形成的增強(qiáng)褶皺中。
      [0019]進(jìn)一步,所述袋布可包括配置用以連接到所述真空源的第一連接端口。因此,經(jīng)由所述第一連接端口,氣體可從接納空間被抽出,其中所述第一連接端口提供所述接納空間與所述真空源之間的可靠的連接。類似于所述至少一個(gè)排氣管路和所述至少一個(gè)增強(qiáng)元件,所述第一連接端口也可例如在對(duì)所述袋布進(jìn)行熱成型期間與所述袋布一體形成。然而,還可想到,為所述袋布提供下述的第一連接端口,該第一連接端口被形成為獨(dú)立部件但是被密封連接到所述袋布,優(yōu)選被模制到袋布中,例如在熱成型袋布的根據(jù)需要應(yīng)提供第一連接端口的區(qū)域之后,通過(guò)在袋布中切割開(kāi)口并將所述第一連接端口布置就位。
      [0020]進(jìn)一步,所述袋布可包括配置用以連接到熱固性塑料材料源的第二連接端口。因此,經(jīng)由所述第二連接端口,來(lái)自熱固性塑料材料源的熱固性塑料材料可被注入到由所述袋布密封的所述接納空間中。再次,所述第二連接端口可與所述袋布一體形成或者可提供為密封連接到所述袋布,優(yōu)選模制到所述袋布中的獨(dú)立部件的形式。
      [0021]簡(jiǎn)化連接端口在所述袋布上的定位的定位元件可或者在所述袋布的外表面的區(qū)域中或者在所述袋布的內(nèi)表面的區(qū)域中與所述袋布一體形成。另外,所述袋布可包括任何期望的功能插入件。所述第一連接端口、所述第二連接端口,另外的功能插入件和/或獨(dú)立于所述袋布形成的增強(qiáng)元件可例如借助在對(duì)所述袋布進(jìn)行熱成型期間被激活的雙面膠帶被連接到所述袋布。該連接或者通過(guò)已經(jīng)在對(duì)所述袋布進(jìn)行熱成型期間將所述增強(qiáng)元件、所述第一連接端口、所述第二連接端口和/或另外的功能插入件放置在模具中或者通過(guò)在完成熱成型過(guò)程之后將所述增強(qiáng)元件、所述第一連接端口、所述第二連接端口和/或另外的功能插入件連接到熱成型的袋布而被實(shí)現(xiàn)。
      [0022]此外,至少一個(gè)折疊部可與所述袋布一體形成。所述折疊部可被展開(kāi)以增加所述袋布的表面積,例如,以便允許補(bǔ)償所述半成品的尺寸或定位公差。然而,還可想到在生產(chǎn)復(fù)合材料部件時(shí)折疊所述袋布,例如以便補(bǔ)償所述袋布的熱膨脹。
      [0023]所述袋布可具有的厚度在大約0.2mm至2.0mm的范圍內(nèi),優(yōu)選在大約0.3mm至1.0mm的范圍內(nèi),更優(yōu)選在大約0.5mm至0.7mm的范圍內(nèi)。特別地,所述袋布可具有大約0.5mm的厚度。具有該厚度的袋布可被制造為具有期望的尺寸穩(wěn)定性、強(qiáng)度和特定剛度,同時(shí)仍然相對(duì)輕量并且容易處理。所述袋布可至少部分透明。如果所述袋布至少部分由透明材料制成,與半成品的正確定位有關(guān)的質(zhì)量控制或者例如對(duì)熱固性塑料材料注入過(guò)程的觀察被簡(jiǎn)化。
      [0024]特別地,如果用于生產(chǎn)復(fù)合材料部件的所述設(shè)備應(yīng)當(dāng)用于生產(chǎn)大尺寸復(fù)合材料部件,則所述袋布可包括多個(gè)袋布段。各個(gè)袋布段可以以密封方式彼此連接。例如,袋布段可通過(guò)焊接、膠帶和/或拉鏈緊固件彼此連接。如果可能的話,相鄰的袋布段之間的接合區(qū)域應(yīng)當(dāng)相對(duì)于接納在所述接納空間內(nèi)的所述半成品定位為使得,它們不直接接觸表面,特別是半成品的光滑(未固化)的表面部分。例如,相鄰的袋布段之間的接合區(qū)域可定位為鄰近所述半成品中形成的臺(tái)階部或其它形狀不規(guī)則部或在袋布的剛性增強(qiáng)元件的區(qū)域中,以防止在由所述半成品制成的所述復(fù)合材料部件的表面中形成不規(guī)則部。
      [0025]所述袋布的所述氣密外層可由聚酰胺(PA)材料制成,特別地由聚酰胺-6材料或聚酰胺-6/聚酰胺6.6的混合材料制成。聚酰胺材料提供所述氣密外層的期望的密封性能。進(jìn)一步,包括由聚酰胺材料制成的氣密外層的袋布具有向所述袋布提供期望的尺寸穩(wěn)定性所必須的強(qiáng)度和剛度。所述袋布的所述內(nèi)分離層可由乙烯-四氟乙烯(ETFE)材料制成。乙烯-四氟乙烯材料特征在于優(yōu)異的分離性能,其允許所述袋布以特別容易的方式從由所述半成品制成的所述復(fù)合材料部件分離。
      [0026]如果所述袋布的所述氣密外層由聚酰胺材料制成并且所述內(nèi)分離層由乙烯-四氟乙烯材料制成,則這兩層由具有不同熔化溫度的材料制成,即用于制造所述內(nèi)分離層的乙烯-四氟乙烯材料具有比用于制造所述氣密外層的聚酰胺材料更高的熔化溫度。結(jié)果,在熱成型過(guò)程期間,乙烯-四氟乙烯層用作聚酰胺層的穩(wěn)定的承載層,因此增加該雙層結(jié)構(gòu)的熱成型性能。
      [0027]作為替代,所述袋布的所述氣密外層可由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料制成,特別地由C-聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯材料制成,即通過(guò)在大約140°C的溫度下回火處理可進(jìn)入部分結(jié)晶狀態(tài)的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯材料。這種材料特別適合于低溫應(yīng)用,例如,風(fēng)能和休閑應(yīng)用。所述袋布的所述內(nèi)分離層于是優(yōu)選為可通過(guò)等離子處理施加到所述氣密外層的聚合物分離層。然而,還可想到將由聚酰胺材料制成的氣密外層與可通過(guò)等離子處理施加到所述氣密外層的聚合物內(nèi)分離層組合。這種材料組合會(huì)特別適合于飛機(jī)應(yīng)用。而且,可想到將由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯材料制成的氣密外層與由乙烯-四氟乙烯材料制成的內(nèi)分離層組合。
      [0028]所述袋布的所述氣密外層優(yōu)選具有比所述袋布的所述內(nèi)分離層的厚度大的厚度。所述袋布的這種結(jié)構(gòu)不僅確保所述袋布具有期望的強(qiáng)度和剛度,而且允許袋布以特別節(jié)省成本的方式生產(chǎn),因?yàn)橛糜谛纬伤鰵饷芡鈱拥牟牧系某杀就ǔ5陀谟糜谛纬伤鰞?nèi)分離層的材料的成本。用于制造所述袋布的所述氣密外層和所述內(nèi)分離層的材料以及這些層的厚度被選擇為使得所述袋布的剛度隨著特定量的溫度的增加而降低。特別地,用于制造所述袋布的材料以及所述袋布的結(jié)構(gòu)可以被選擇為使得,所述袋布在包含在半成品中的熱固性塑料材料或在所述半成品借助所述袋布被密封在所述接納空間內(nèi)時(shí)注入到所述接納空間中的熱固性塑料材料的固化溫度(例如大約120°C至180°C的溫度)或低于該固化溫度下稍微“軟化”。所述袋布于是緊密地跟隨所述半成品的外輪廓,例如以便補(bǔ)償所述半成品的尺寸或定位公差,在現(xiàn)有的腔的區(qū)域中也緊密地跟隨所述半成品的外輪廓。
      [0029]所述設(shè)備優(yōu)選進(jìn)一步包括用于對(duì)所述袋布進(jìn)行熱成型的熱成型裝置。特別地,所述熱成型裝置可包括成型工具,該成型工具適于在其表面上支撐待成形的所述袋布。優(yōu)選地,所述成型工具的形狀特別適合于待處理以借助熱成型袋布來(lái)形成所述復(fù)合材料部件的所述半成品的形狀。進(jìn)一步,所述成型工具可稍微大于待生產(chǎn)的所述袋布,例如,大0.9%,以便補(bǔ)償所述袋布在完成熱成型過(guò)程之后冷卻時(shí)的收縮。進(jìn)一步,所述熱成型裝置可包括加熱機(jī)構(gòu),該加熱機(jī)構(gòu)適于加熱支撐在所述成型工具的所述表面上的所述袋布,以使所述袋布呈現(xiàn)與所述成型工具的所述表面相對(duì)應(yīng)的形狀。所述加熱機(jī)構(gòu)可被配置并布置用以將熱輻射到所述袋布的背離所述成型工具的表面上。然而,還可想到將所述加熱機(jī)構(gòu)集成到所述成型工具中,以使由所述加熱機(jī)構(gòu)提供的熱經(jīng)由所述袋布的擱在所述成型工具的所述表面上的表面引入到所述袋布中。進(jìn)一步,所述加熱機(jī)構(gòu)可被設(shè)計(jì)為將熱輻射到所述袋布的兩個(gè)主表面上。
      [0030]所述熱成型裝置可進(jìn)一步包括載架,該載架提供有開(kāi)口并適于以使得待成形的所述袋布跨越形成在所述載架中的所述開(kāi)口延伸的方式承載所述袋布。所述袋布可例如借助膠帶被附接到所述載架的圍繞所述開(kāi)口的區(qū)域。進(jìn)一步,所述熱成型裝置可包括移位機(jī)構(gòu),所述移位機(jī)構(gòu)適于將所述成型工具在休息位置與操作位置之間移位,在所述休息位置,所述成型工具被設(shè)置為與形成在所述載架中的所述開(kāi)口相距一距離,
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