CN103402741B - 用于制造纤维复合构件的方法和用于该方法的模具*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制造纤维复合构件(1)的方法和用于该方法的模具***,在承载模(2)上设置面式的纤维层(3),所述纤维层在背向承载模(2)的一侧上设有至少一个突出于纤维层(3)的纵向平面的加强型材(5),所述加强型材在模具(7)的相应的模具部件(6)之间压制,其中通过包围模具(7)和纤维层(3)或者所述至少一个加强型材(5)的气密的薄膜(9)形成一个相对于承载模(2)密封的腔(10),所述腔与至少一个树脂供应管道(12)和至少一个真空管道(15)连接,通过在真空管道(15)上施加负压而吸入树脂,所述树脂浸透纤维层(3)或加强型材(5),以构成所述纤维复合构件(1),其中,在模具(7)的模具部件(6)之间抽吸空气和树脂穿过所述至少一个加强型材(5)进入在模具(7)中延伸的抽吸通道(16)中,抽吸通道通过模具(7)的抽吸口(17)与至少一个真空管道(15)处于导通空气或树脂的连通。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制造纤维复合构件的方法,其中,在承载模上设置纤维层,所述纤维层在背向承载模的一侧设有至少一个突出于纤维层的纵向平面的加强型材,所述加强型材在模具的相应的模具部件之间压制,其中通过包围模具和纤维层和所述至少一个加强型材的气密的薄膜形成一个相对于承载模密封的腔,所述腔与至少一个树脂供应管道和至少一个真空管道连接,通过在真空管道上施加负压而吸入树脂,所述树脂浸透纤维层和加强型材以构成所述纤维复合构件。
本发明还涉及一种用于纤维复合构件的制造方法的模具装置,所述模具装置具有用于容纳面式的纤维层的承载模和具有相应的模具部件的模具,所述承载模和模具在闭合的状态下包围用于容纳纤维层的加强型材的空隙。
背景技术
在现有技术中已知各种不同的用于制造纤维复合构件的浸入方法,其中,将干燥的纤维材料用基体材料浸透,所述基体材料通过向一个密封的腔施加真空被吸入。构成完成的复合构件的预成形件或半成品的纤维材料,可以根据结构由多轴向稀松布,织物或单向的层构成。这种预成形件设置在模具上,所述模具限定纤维复合构件的朝向构件的侧面。在复合构件的相对置的侧面上设置真空结构,所述真空结构根据构型具有不同的薄膜、拉离织物和膜片。
由EP1181149B1已知一种用于由干燥的纤维复合半成品制造纤维强化的塑料构件的注塑方法,所述纤维复合半成品设置在模具上。纤维复合构件为了构成浸入腔用半透性的膜片覆盖,所述膜片是透气的,但防止基体材料透过。此外还设置拉离织物和流动辅助结构。这种布置结构用不透气的薄膜覆盖,所述薄膜通过密封件在模具上密封,从而构成第二腔,所述第二腔与真空管道连接。因此,两个分离的腔用于确保纤维层全面的排气以及防止基体材料进入真空管道。
在EP2119544A1和WO2009/060347A1已知另一种用于制造复合构件的方法,其中,纤维复合材料在模具的区域内设有薄膜结构,以便控制基体材料的供应和导出。
在US5,601,852中记载了另一种浸入方法,其中,在固定的载体上制造纤维复合构件,所述载体利用专门的、构成单个供应管道的真空袋密封。
所述已知的方法原则上非常好地适于制造高质量的纤维复合构件,但当应给大面积的结构设置加强型材时,这些方法却受到限制。在这种情况下,在已知的方法中需要复杂的并且昂贵的真空结构和薄膜或膜片布置结构。这里特别是存在这样的风险,即出现局部的不密封性,出现薄膜的撕裂或出现真空管道被基体材料提前填满。当对于成型部的几何形状(地点、位置、厚度、高度等)预先规定的公差较窄时,这些问题附加地变得更为难以解决。
发明内容
因此,本发明的目的是,提供一种前面所述类型的方法,所述方法在前面说明的问题方面得到改进。据此,特别是应提供一种能简单地实施的方法,所述方法特别好地适于制造具有加强型材的纤维复合构件,即使是件数很大并且具有复杂的分布走势的纤维复合构件。此外,应提供一种结构简单的、用于在这种方法中使用的模具***。
所述目的在前面所述类型的方法中这样来实现,即,在模具的模具部件之间将空气和树脂穿过所述至少一个加强型材抽吸到在模具中延伸的抽吸通道中,所述抽吸通道通过模具的抽吸口与至少一个真空管道处于导通空气和导通树脂的连通。
据此,在向密封的腔上施加负压时,穿过加强型材向模具的模具部件之间吸入空气和树脂。在加强型材被浸透之后,通过的空气或树脂流被导入模具中的抽吸通道中,所述抽吸通道连接在模具的中央空隙上。适宜地构造成模具的整体的缺口的抽吸通道具有与模具的中央空隙相比较小的横截面,导入的空气流或树脂流到达模具的抽吸口,所述抽吸口连接在真空装置上。由此以有利的方式确保了,空气和树脂在完全浸透预成形体之后才能进入真空管道,所述预成形体由纤维层和加强型材组成。这特别是使得,预成形体可以优选在所述至少一个加强型材的区域内具有至少一个没有半透性的、即空气可透过但树脂不可透过的膜片的部段。由此能可靠地避免在现有技术中出现的问题,特别是在加强元件的区域设置复杂的且易于导致故障的半透性的膜片以及树脂在预成形件完全被浸透之前出现树脂不希望地渗入真空管道。由此可以制造用于加强型材不同类型的布置结构和外形的高质量的纤维复合构件。此外,还可以有利地减少废品。
为了确保在较短的时间段内完全浸透加强型材,有利的是,对树脂和空气的抽吸通过抽吸口在模具的背向承载模的上侧上进行。据此,模具在其上侧上具有特别是构成模具的缺口的抽吸口,从而空气和树脂在透过加强型材之后可以通过抽吸通道到达模具的外侧。抽吸口以适当的方式与真空管道连接,以便在模具的内部保持抽吸压力。
为了对加强型材进行排气,有利的是,在抽吸通道内至少局部地基本上垂直于纤维层的纵向平面地抽吸空气和树脂。由此,树脂和空气可以有效地从纤维层透过加强型材被抽吸到抽吸通道中并通过至少局部地垂直于纤维层的纵向平面延伸的抽吸通道被运输到模具的外侧的抽吸口,在所述抽吸口上通过真空管道施加负压。
为了防止树脂进入真空管道,有利的是,真空管道具有在干燥状态下空气可透过而树脂不可透过的膜式过滤器,所述膜式过滤器设置成,在用树脂浸透时转移到一个基本上气密的状态。在纤维半成品完全浸透后,树脂经由抽吸通道到达具有膜式过滤器的真空管道中。在用树脂完全浸润后,模式过滤器关闭,由此空气抽吸中断。由此实现了空气抽吸的自调节。优选真空管道或连接在真空管道上的真空装置具有检测装置,所述检测装置设置成,检测真空管道中的压力变化。如果膜式过滤器在用树脂浸透时转移到所述气密状态,则由此在真空管道中导致压力升高,所述压力升高可以利用检测装置检测,以便确认纤维半成品的完全浸透。当所述方法在封闭的空间中执行,因此纤维复合构件的制造的进行是不能直接观察的,则在真空管道中设置膜式过滤器是特别有利的。这种半透性的膜片或膜式过滤器在来自其他场合的现有技术中是已知的。在膜式过滤器的一个优选由运动衣物已知的实施形式中,设有薄的有机硅外层,所述有机硅外层在制造过程中被过拉伸,使得形成细小的孔隙,所述孔隙对于空气是可透过的,但对于液体、在当前情况下对于树脂是不可透过的。与树脂接触的孔隙逐渐封闭,从而膜片转换到气密的状态。有机硅外层可以与织物形式的支承层连接。
为了辅助纤维半成品的排气,有利的是,设置另一个真空管道,特别是在纤维层的边缘区域设置。所采用的真空管道的数量优选根据纤维复合构件的数量以及根据加强型材的数量和特性确定。
在能简单地安装、节省部件的布置形式方面,为了制造纤维复合构件,有利的是,设置在纤维层的边缘区域中的另一个真空管道与连接在模具中的抽吸通道上的真空管道合并成一个共同的主管道。因此,至少在纤维半成品的两个位置上进行抽吸,其中各真空管道与共同的主管道连接,所述主管道连接在真空装置上,以产生负压。
在无模具的区域内特别是在纤维复合构件的边缘区域内适宜地设置膜片结构或织物结构,所述膜片结构或织物结构具有分配膜片和/或拉离织物。这种膜片或织物结构原则上是在现有技术中已知的。在模具上对空气和树脂的抽吸使得可以放弃用于使浸入腔与排气腔分离的半透性的膜片或这种半透性的膜片仅用在纤维复合构件的边缘区域中,相反,纤维复合构件的其余的区域可以没有半透性的膜片。
为了在气密的薄膜的内部构成气密封闭的浸入腔,有利的是,分配膜片在纤维层的边缘区域内相对于承载模密封。
为了执行所述方法,适宜地设定,对树脂的抽吸在炉中在输入热量的情况下进行。如果该方法在炉中实施,则可以顺利地确定,对纤维层的浸透是否结束。如前面所述的那样,因此特别有利的是,在真空管道内设置半透性的膜式过滤器,所述膜式过滤器在与树脂相接触时转入闭合的、气密的状态。由此,一旦树脂到达真空管道中的膜式过滤器,空气抽吸在纤维层或加强型材被完全浸透后自动中断。
此外,作为本发明基础的目的还通过前面所述类型的模具***来实现,其中,模具具有与用于容纳加强型材的空隙连接的抽吸通道,所述抽吸通道能通过在模具上构成的抽吸口与用于抽吸空气的真空管道连接。在现有技术中,用于在浸入方法中使用的模具以各种不同的实施形式已知。模具具有至少两个协同工作的模具部件,所述模具部件围成一个中央的空隙,用于压制容纳在其中的、相应地成形的加强型材。所述模具此外还具有至少一个抽吸通道,所述抽吸通道构造成模具的至少一个模具部件的缺口。抽吸通道将用于加强型材的空隙与抽吸口连接,所述抽吸口可以连接在真空装置上。由此能实现的效果或优点基本上对应于在前面说明的方法的效果或优点,从而为了避免重复可以参考这些说明内容。
为了改进通过模具对空气和树脂的抽吸,优选设定,抽吸口构造成模具的在模具背向承载模的上侧上的缺口。在模具的工作位置中,抽吸通道的纵向轴线优选基本上垂直于承载模的纵向平面设置。
根据一个优选的实施形式,所述模具在闭合状态下具有在横截面中基本上为矩形的空隙,用于压制加强成型部的腹板状的部分。为了构成弦板状元件,特别是可以设置T形的加强型材,所述加强型材例如在飞机机翼中加强大面积的、由面式的纤维层形成的机翼结构。
但当然也可以设置模具其他的、在现有技术中已知的设计方案,以便设置相应的加强型材。因此,在另一种优选的实施形式中,所述模具在闭合状态下具有在横截面中基本上为L形的空隙,用于压制加强型材的相应成形的部分。由此特别是可以形成所谓的LZ加强型材。
在一个优选实施形式中设定,设置至少两个模具,用于分别压制一个加强型材,在所述模具之间设置至少一个间隔块,所述间隔块具有能与树脂供应管道连接的树脂供应通道。间隔块一方面设置成,用于将相邻的模具固定在规定的位置中;此外,树脂供应通过间隔块进行,其中,树脂仅有树脂供应通道在纤维层的区域内导入密封的腔中。
对于树脂供应有利的是,间隔块的树脂供应通道具有基本上垂直于纤维层的纵向平面延伸的部段,所述部段能与树脂供应管道连接,并且具有基本上平行于纤维层的纵向平面延伸的部段,用于导入树脂。树脂的导入因此切向于或平行于纤维层的纵向平面进行,由此可以实现纤维层有利的浸透。
附图说明
下面根据在附图中示出的实施例进一步说明本发明,但本发明不应仅限于这些实施例。具体而言,在附图中示出:
图1示出根据本发明的一个实施形式的用于按浸入法制造纤维复合构件的结构的示意性剖视图,其中空气或树脂流被抽吸穿过模具中的T形的加强型材,所述模具具有与至少一个真空管道连接的抽吸通道;
图2示出用于制造纤维复合构件的结构的对应于图1的剖视图,其中根据本发明的另一个实施形式设有LZ加强型材;
图3示出根据本发明的用于制造纤维复合构件的结构的示意性剖视图,其中在纤维复合构件的边缘区域设有空气可透过而树脂不可透过的膜片;
图4示意性示出模具***在抽吸通道的区域内的剖视图,其中在模具具有抽吸通道的抽吸口的上侧上设置连接件,真空管道连接在该连接件上;
图5a和5b分别示出真空管道的示意图,所述真空管道具有在干燥状态(见图5a)下空气可透过而树脂不可透过的膜式过滤器,所述膜式过滤器在用树脂浸透时转入基本上气密的状态(见图5b);
图6示出模具***示意性的在模具的抽吸通道的区域内的剖视图,所述模具***带有容纳在其中的纤维复合构件,其中,相邻的模具通过间隔块隔开,所述间隔块具有与树脂供应管道连接的树脂供应通道;
图7用放大的比例示出图6中用圆圈出的细部A;
图8示出模具***对应于与图6的示意图,其中在一个间隔块的树脂供应通道的区域内剖切;
图9用放大的比例示出图8中用圆圈出的细部B;
图10示出根据图6至9的模具***的俯视图;
图11示出根据图6至10的模具***的正视图;以及
图12示出在制造纤维复合构件期间温度曲线(上)或压力曲线(下)的示意图。
具体实施方式
图1和图2分别示出用于按浸入法制造纤维构件的结构,在仅示意性示出的承载模2上设置面式的纤维层3、特别是由碳纤维组成的纤维层,所述纤维层例如构成饰板块。在纤维复合构件1的背向承载模2的侧面上设置至少一个加强型材5,所述加强型材突出于纤维层3的纵向平面。在开始时,纤维层3和加强型材5作为干燥的纤维半成品或作为预成形件存在,所述预成形件用树脂浸透,以构成纤维复合构件1。加强型材5根据在图1中示出的实施形式具有腹板或弦板状的部分5'和贴靠在纤维层3上的部分5”,这两个部分共同构成一个T形的纤维复合构件5。
加强型材5的腹板或弦板状的部分5'在模具7的相应的模具部件6之间被压制。为此,模具7具有与加强型材5相对应的空隙8,加强型材5容纳在所述空隙中(为了更为清楚,在示意性的图1至3中,模具7与加强型材5隔开示出;但在压制时模具7贴靠在加强型材5上,见图7至11)。在所示的实施例中,设置楔形的块作为各模具部件6,但这些块当然也可以具有其他的外形。为了按浸入法制造纤维复合构件1,通过至少一个包围纤维层3和加强型材5的气密的薄膜9(也称为真空袋)构成朝承载模2密封的腔10。为此,在模具***相对置的侧面上设有(示意性示出的)密封件11。腔10与至少一个(用箭头示意性示出的)树脂供应管道12连接,所述树脂供应管道可以具有(截止)阀13。树脂供应管道12与(未示出的)树脂存储容器连接。此外,该结构还具有真空装置14,所述真空装置具有至少一个由腔10中导出的真空管道15,所述真空管道与相应的用于产生负压的(未示出的)真空机连接。通过施加负压,树脂通过树脂供应管道12被吸入腔10中。被吸入的树脂被抽吸穿过纤维层3或穿过加强型材5,以便用树脂浸透纤维层3或加强型材5,以便构成纤维复合构件1。
在这种类型的已知的方法中,已经被证实是特别困难的是,使利用基体材料对预成形件的浸透与空气抽吸相分离。为此采用至少一个薄膜,所述薄膜至少单侧地绕模具***延伸,并且是半透性的,就是说,空气可透过,但基体材料不可透过,以便使与树脂供应装置连接的浸入腔与和真空管道连接的排气腔相分离。但这特别是在设有复杂的加强元件的大面积的结构中被证明是复杂且易于引起故障的。
与此相对,在所示的实施形式中,空气和树脂在模具7的模具部件6之间被抽吸穿过加强型材5进入在模具7中构成的抽吸通道6中(见图3和图7),所述抽吸通道在加强型材5的背向承载模2的一侧上连接在模具5的模具部件6之间的空隙8上。抽吸通道16通过在模具7的上侧上构成的抽吸口17与真空管道15导通空气和树脂地连通。由图2还可以看到另一个真空管道15',该真空管道设置在纤维层3的边缘区域中,用于对真空管道15起辅助作用。真空管道15'可以与连接在模具7中的抽吸通道16上的真空管道15合并成共同的主管道(未示出),其中主管道与共同的真空机(未示出)相连。
如图1和图2进一步示出的那样,在没有模具7的区域设有膜片结构或织物结构18,所述膜片结构或织物结构至少具有流动辅助结构或分配膜片18'。此外,在分配膜片18'的下方设置拉离织物(“Peel-Ply”(脱模布/拉离布)),所述拉离织物直接设置在构件表面上。分配膜片18'用于使吸入的树脂分配在构件表面上。拉离织物使得在纤维复合构件1制造完成后可以容易地将用基体材料浸透的分离膜片18'拉下。但在所示的实施形式中不要求在整个结构上套装半透性的膜片,以便使浸入腔与通气腔分离。
如图1和图2进一步示意性地示出的那样,在各真空管道15、15'中分别设置一个膜式过滤器19或19',所述膜式过滤器分别设置成,在用树脂浸透时转入基本上气密的状态。设置膜式过滤器19、19'实现了浸入法有利的自调节,其方式是,只要从抽吸通道16导出的树脂经由真空管道15、15'到达相应的膜式过滤器19、19',则经由真空管道15、15'的空气抽吸停止,膜式过滤器的功能将结合图5a、5b详细说明。
由图2示出加强型材5的另一个实施形式,所述加强型材具有L形的部分5',该部分连接在台阶状地从面式的纤维层3回缩的部分5”上,从而获得一种LZ型材。模具部件6之间的空隙8相应地构造成L形的。
由图3特别是可以看到所述结构的边缘区域。据此,在纤维复合构件1的边缘区域中设置半透性的、即空气可透过而树脂不可透过的膜片20,该膜片通过密封件21相对于模具7或承载模2密封。由此防止树脂提前进入真空管道15'。纤维复合构件1的其余部段、特别是在加强型材5的区域内和在相邻的加强型材5之间的区域可以保持没有半透性的膜片;在这些区域内,通过在模具7中如前面所述设置的抽吸通道16防止树脂提前进入真空管道15。
图4示出在模具7的区域内所述结构的剖视图,其中可以看到连接在加强型材5的上方的空隙8上的抽吸通道16,所述抽吸通道经由抽吸口17与连接件22(例如有机硅型材)连接。连接件22优选在加强型材5的整个长度上延伸。每个加强型材5优选具有一个自己的连接件22,用于连接在真空装置14上。如图4示意性示出的那样,连接件22与真空管道15连接,所述真空管道具有膜式过滤器19。连接件22可以具有沿纵向间隔开的分隔壁(未示出),这些分隔壁将连接件22的内腔分成各单个的腔室,这些腔室优选分别与模具7的一个抽吸通道16连接。在穿过加强型材5之后,空气和树脂经由抽吸通道16流入连接件22,并从这里流入真空管道15。当树脂经由真空管道15到达膜式过滤器19时,膜式过滤器转入气密状态,从而空气抽吸中断。真空管道15上的压力降可以利用(未示出)的检测装置来检测,以便确定浸入过程的结束。特别是当不能直接观察制造方法时这是有利的,特别是当所述方法在炉中在供应热量的情况下进行时,就是这种情况。
由图5a和5b示意性示出膜式过滤器19的功能。膜式过滤器19'相同地构成。据此,真空管道15具有与腔10、特别是与设置在腔中的连接件22连接的部段15a,该部段连接在真空机上。膜式过滤器19设置在连接部件23中。在图5a示出的打开状态下,膜式过滤器19对于用箭头24示出的树脂流和用箭头25示出的空气流是可透过的。为此,膜式过滤器19可以具有细小的孔隙,这些孔隙在膜式过滤器19、19'的制造中例如通过对薄的有机硅外层进行过拉伸来形成。在用树脂润湿时,膜式过滤器19、19'保持可透气的,直至膜式过滤器19、19'完全被浸透,由此丧失透气性。因此,在膜式过滤器19、19'在不可透气的状态下与自调节的阀类似地承担基体闭锁功能之前,当孔隙与树脂接触而逐渐被封闭时,膜式过滤器19、19'首先实现节流作用。因此,在图5b示出的气密状态下,因此在真空管道15的部段15b中同时防止树脂透过(箭头24)和空气透过(箭头25)。
在图6至图11中示出用于在前面所述的浸入方法中使用的模具***的不同的视图。
如图6所示,为了压制多个加强型材5(图6示出例如三个加强型材5),设有相应数量的模具7,这些模具设置在承载模2上。在各模具7之间设有间隔块26,所述间隔块将模具7固定在符合规定的位置中。模具7此外具有调节件,例如螺栓或夹子,以便将容纳在其中的加强型材5压制到希望的标称尺寸。
如由根据图7的细部视图所示,抽吸通道16作为模具7的整体的缺口构成。在所示的实施例中,抽吸通道16基本上垂直于纤维层3的纵向平面延伸。抽吸通道16经由入口连接在空隙8的在加强型材5上方朝模具7的面向的内侧保持空闲的区域上;由此在加强型材5的型材腹板的上方构成沿纵向延伸的通道。抽吸通道16例如可以具有圆形的、椭圆形的或矩形的横截面几何形状。
在图8和9中,模具***分别以在间隔块26的区域内的剖面示出。据此,间隔块26具有中央的树脂供应通道28,所述树脂供应通道与树脂供应管道12连接。树脂供应通道28具有基本上垂直于纤维层3的纵向平面延伸的部段28a,该部段连接在树脂供应管道12上,树脂供应通道还具有基本上平行于纤维层3的纵向平面延伸的部段28b,该部段在纤维层3的区域内通入腔10中。据此,树脂可以有利地基本上切向于纤维层3的纵向平面导入。
如根据图10的俯视图所示,空气抽吸经由多个在模具7的纵向上间隔开的抽吸口17进行,这些抽吸口分别通入(在图10中未示出的)连接件22,在所述连接件上连接至少一个真空管道15。如上所述,树脂供应在多个间隔块26上进行,这些间隔块以确定的间距分布在模具7的长度上。
前面说明的方法在采用为此设置的模具***的情况下可以以不同的基体材料或树脂使用,所述基体材料或树脂特别是以其粘度和其温度参数来区分。对此一方面在室温下硬化的材料是合适的,或可选地热硬化材料也是合适的,这些材料分别可以以不同的实施形式获得。对于室温树脂的情况,浸入和接下来的硬化在室温下进行。对于热硬化材料,通常的浸入温度例如在80℃至120℃之间,而硬化温度在约180℃的范围内。对于所有温度范围适宜的真空压力约为20mbar,其中作为真空质量的容差规定了这样的压力降,该压力降在关闭真空机之后为每10分钟约20mbar。在过程开始时,可以对整个结构进行真空测试。在施加真空时观察膜式过滤器19、19'的节流功能,所述节流功能使得在确定的时间之后才建立膜式过滤器19、19'前面和后面的真空压力之间的平衡。接着可以考试真空测试,所述真空测试应满足上面所述的容差。
对于热硬化树脂的情况,模具***与设置在其中的纤维复合构件1的预成形体一起加热到浸入温度,例如100℃。为此,将整个结构放置到炉中。为浸入所提供的树脂与其分开地加热到浸入温度。树脂的温度有利地略低于模具***的温度,以便实现更好的流动特性。在达到必要的额定参数(温度、真空压力)之后开始浸入过程。
在图12中示出在采用热硬化树脂的情况下在浸入过程中常见的温度曲线(上)或压力曲线(下)。其中T1表示室温,T2表示浸入温度,T3表示时可选的保持阶段,以及T4表示硬化温度。在相对应的压力图线中,p1表示环境压力,pv表示浸入压力。这里当基体丧失粘度并且开始化学硬化时,至少直至硬化温度T4的保持时间结束之前接入真空。
Claims (15)
1.一种用于制造纤维复合构件(1)的方法,其中,在承载模(2)上设置面式的纤维层(3),所述纤维层在背向承载模(2)的一侧上设有至少一个突出于纤维层(3)的纵向平面的加强型材(5),所述加强型材在模具(7)的相应的模具部件(6)之间压制,其中通过包围模具(7)和纤维层(3)和所述至少一个加强型材(5)的气密的薄膜(9)形成一个相对于承载模(2)密封的腔(10),所述腔与至少一个树脂供应管道(12)和至少一个真空管道(15)连接,通过在真空管道(15)上施加负压而吸入树脂,所述树脂浸透纤维层(3)和加强型材(5),以构成所述纤维复合构件(1),在模具(7)的模具部件(6)之间抽吸空气和树脂穿过所述至少一个加强型材(5)进入在模具(7)中延伸的抽吸通道(16)中,所述抽吸通道通过模具(7)的抽吸口(17)与所述至少一个真空管道(15)处于导通空气和导通树脂的连通,其特征在于,真空管道(15)具有在干燥状态下空气可透过而树脂不可透过的膜式过滤器(19),所述膜式过滤器设计成,在用树脂进行浸透时转入基本上气密的状态。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,模具(7)在所述至少一个加强型材(5)的区域内具有没有膜片结构的部段。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,对树脂和空气的抽吸通过抽吸口(17)在模具(7)的背向承载模(2)的上侧上进行。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在抽吸通道(16)内,至少局部地基本上垂直于纤维层(3)的纵向平面地抽吸空气和树脂。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,设有至少一个另外的真空管道(15')。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,设置在纤维层(3)的边缘区域内的所述至少一个另外的真空管道(15')与连接在模具(7)中的抽吸通道(16)上的真空管道(15)合并成一个共同的主管道。
7.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在纤维复合构件(1)的无模具(7)的区域内设置膜片结构或织物结构(18),所述膜片结构或织物结构具有分配膜片(18')和/或拉离织物。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,分配膜片(18')在纤维复合构件(1)的边缘区域内相对于承载模(2)密封。
9.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,对树脂的抽吸在炉中在输入热量的情况下进行。
10.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述模具(7)在闭合状态下具有在横截面中基本上为矩形的空隙(8),用于压制加强型材(5)的腹板状的部分(5')。
11.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述模具(7)在闭合状态下具有在横截面中基本上为L形的空隙(8),用于压制加强型材(5)的相应地成形的部分(5')。
12.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,设置至少两个模具(7),用于分别压制一个加强型材(5),在所述模具之间设置至少一个间隔块(26),所述间隔块具有能与树脂供应管道(12)连接的树脂供应通道(28)。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,间隔块(26)的树脂供应通道(28)具有基本上垂直于纤维层(3)的纵向平面延伸的部段,所述部段能与树脂供应管道(12)连接,并且树脂供应通道还具有基本上平行于纤维层(3)的纵向平面延伸的部段(28b),用于导入树脂。
14.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述膜片结构是半透性的膜片。
15.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在纤维复合构件(1)的边缘区域内设置膜片结构或织物结构(18)。
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CN106533087B (zh) * | 2016-10-31 | 2018-06-12 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 磁极防护层真空脱附浸渍固化***、真空脱附装置及工艺 |
US10953598B2 (en) | 2016-11-04 | 2021-03-23 | Continuous Composites Inc. | Additive manufacturing system having vibrating nozzle |
CN107139505B (zh) * | 2017-03-31 | 2019-10-11 | 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 | 高速超高速砂轮基体用真空灌注成型装置 |
AT521672B1 (de) * | 2018-09-10 | 2022-10-15 | Facc Ag | Verfahren zur Herstellung eines Faser-Kunststoff-Verbund-Vergleichskörpers und Prüfungsverfahren |
WO2020126744A2 (en) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | Covestro Intellectual Property Gmbh & Co. Kg | Method for preparing a polyurethane composite by vacuum infusion process |
EP3711938B1 (en) * | 2019-03-21 | 2021-10-20 | LM Wind Power A/S | Manufacturing a wind turbine blade shell part and root end assembly for a wind turbine blade shell part |
RU2748461C2 (ru) * | 2019-04-30 | 2021-05-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Газовоздушные технологии" | Способ и устройство для изготовления композитного изделия |
DE102019114710A1 (de) * | 2019-05-31 | 2020-12-03 | Airbus Operations Gmbh | Vorrichtung und Verfahren |
GB201908265D0 (en) * | 2019-06-10 | 2019-07-24 | Rolls Royce Plc | Lay-up apparatus |
EP4212322A1 (en) * | 2022-01-14 | 2023-07-19 | Covestro Deutschland AG | A method for processing a material |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3739753C2 (zh) * | 1987-11-24 | 1990-07-05 | Dornier Gmbh, 7990 Friedrichshafen, De | |
US4942013A (en) * | 1989-03-27 | 1990-07-17 | Mcdonnell Douglas Corporation | Vacuum resin impregnation process |
CN101242947A (zh) * | 2005-07-05 | 2008-08-13 | 快步科技私人有限公司 | 利用流体密度和压力生产复合材料部件 |
WO2009060347A2 (en) * | 2007-11-08 | 2009-05-14 | Alenia Aeronautica S.P.A. | Apparatus for the infusion of resin into a preform in a closed mould |
CN101588902A (zh) * | 2007-01-26 | 2009-11-25 | 东丽株式会社 | 纤维增强树脂梁成型用预成型体、其制造方法、其制造装置及纤维增强树脂梁的制造方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3739753A (en) | 1971-04-15 | 1973-06-19 | Gen Motors Corp | Rotary combustion engine ignition |
US5439635A (en) | 1993-02-18 | 1995-08-08 | Scrimp Systems, Llc | Unitary vacuum bag for forming fiber reinforced composite articles and process for making same |
US5939013A (en) * | 1997-08-25 | 1999-08-17 | Florida State University | Process and apparatus for the production of high strength polymer composite structures |
DE10013409C1 (de) | 2000-03-17 | 2000-11-23 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen mittels eines Injektionsverfahrens |
TW564219B (en) * | 2001-01-25 | 2003-12-01 | Quickstep Technologies Pty Ltd | System and method for producing composite or bonded metal components |
US20030019567A1 (en) * | 2001-07-26 | 2003-01-30 | Burpo Steven J. | Vacuum assisted resin transfer method for co-bonding composite laminate structures |
US7138028B2 (en) * | 2001-07-26 | 2006-11-21 | The Boeing Company | Vacuum assisted resin transfer method for co-bonding composite laminate structures |
US6811733B2 (en) * | 2001-11-13 | 2004-11-02 | The Boeing Company | Resin transfer molding multi-part/shim tooling (RTM-MPST) |
RU2392121C2 (ru) * | 2005-12-30 | 2010-06-20 | Айрбус Эспанья, С.Л. | Способ изготовления композитных панелей с u-образными элементами жесткости |
FR2941397B1 (fr) * | 2009-01-23 | 2016-12-09 | Soc Lorraine De Construction Aeronautique | Dispositif de fabrication d'une piece en materiau composite par moulage par transfert de resine |
DE102010062871A1 (de) * | 2009-12-29 | 2011-06-30 | Airbus Operations GmbH, 21129 | Infusionsverfahren und Aufbau eines Infusionsverfahrens |
GB2519160B (en) * | 2013-10-11 | 2016-06-22 | Spirit Aerosys Inc | Method of liquid resin infusion of a composite preform |
-
2011
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-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3739753C2 (zh) * | 1987-11-24 | 1990-07-05 | Dornier Gmbh, 7990 Friedrichshafen, De | |
US4942013A (en) * | 1989-03-27 | 1990-07-17 | Mcdonnell Douglas Corporation | Vacuum resin impregnation process |
CN101242947A (zh) * | 2005-07-05 | 2008-08-13 | 快步科技私人有限公司 | 利用流体密度和压力生产复合材料部件 |
CN101588902A (zh) * | 2007-01-26 | 2009-11-25 | 东丽株式会社 | 纤维增强树脂梁成型用预成型体、其制造方法、其制造装置及纤维增强树脂梁的制造方法 |
WO2009060347A2 (en) * | 2007-11-08 | 2009-05-14 | Alenia Aeronautica S.P.A. | Apparatus for the infusion of resin into a preform in a closed mould |
Also Published As
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