CN110573330A - 用于同时制造两个或更多个纤维复合构件的方法以及纤维复合构件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于同时制造两个或更多个纤维复合构件(310'，312'，314'，316')的方法、一种纤维复合构件、一种风能设备的转子叶片以及一种风能设备。本发明尤其涉及一种用于同时制造两个或更多个纤维复合构件(310'，312'，314'，316')，尤其两个或更多个基本上相同的纤维复合构件的方法，所述纤维复合构件具有构件轮廓(320)，所述方法包括：提供至少一种纤维材料、至少一个面状的分离元件(220，221，222，224，225，226，330，332，334)和至少一种基质材料，其中至少一个面状的分离元件(220，221，222，224，225，226，330，332，334)至少部段地对于基质材料而言是可穿透的；通过将纤维材料逐层地设置为彼此上下重叠地设置的纤维半成品(210‑216，310‑316)来制造纤维半成品堆叠(200，300)，其中在所述纤维半成品(210‑216，310‑316)之间分别设置有所述面状的分离元件(220，221，222，224，225，226，330，332，334)中的至少一个；用所述基质材料浸溃所述纤维半成品堆叠(200，300)；将已浸溃的所述纤维半成品堆叠(200，300)切割成所述构件轮廓(320)。

Description

用于同时制造两个或更多个纤维复合构件的方法以及纤维复 合构件
技术领域
本发明涉及一种用于同时制造两个或更多个纤维复合构件的方法、一种纤维复合构件、一种风能设备的转子叶片以及一种风能设备。
背景技术
一开始提到类型的纤维复合构件基本上由纤维复合材料构成或者包括该纤维复合材料。纤维复合材料基本上具有两种主要组分。主要组分大多是至少一种基质材料和纤维，其中主要组分具有如下彼此间的交互作用：纤维复合材料与这两种单一地参与的主要组分中的每一种相比通常具有更高价值的特性。
基质材料构成纤维复合材料的基质，所述基质将纤维保持在其位置中并且传输和分配纤维之间的应力。基质还用于保护纤维免受从外部起作用的机械的和/或化学的影响。纤维复合材料的强度通常基本上由纤维确定，其中所述强度还根据基质中的纤维走向要么是与方向相关的，即各向异性的，要么是与方向无关的，即各向同性的。
在纤维复合构件的领域中对于生产技术的挑战尤其也在于，例如通过锯割、旋转或者铣削分离纤维复合材料是耗费的。首先，在这种用于分离纤维复合构件的方法中工具磨损是高的并且此外质量结果大多也是不令人满意的。将纤维复合构件分离能够借助于水射流切割的方法来进行，其中在此也为分离结果的质量也提供改进潜力，例如关于轮廓精确性的改进潜力。此外，现有的分离方法常常结合有高的成本。
德国专利商标局在本申请的优先权申请中检索了下述现有技术：DE 10 2014 224720 A1和Martin Perterer:Schadensidentifikation und -bewertung von CFK-Bauteilen mittels phasenmodulierter Thermographie.Dissertation,04.10.2012,214。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种用于同时制造两个或更多个纤维复合构件的方法、一种纤维复合构件、一种风能设备的转子叶片以及一种风能设备，其减少或者消除了所提到的缺点中的一个或多个。特别地，本发明的目的是，提供一种解决方案，所述解决方案实现以减少的成本和/或以高的件数和/或以高的质量制造两个或更多个纤维复合构件。特别地，本发明的目的是，提供一种解决方案，所述解决方案在制造两个或更多个纤维复合构件时提高资源效率。
根据本发明的第一方面，该目的通过一种用于同时制造两个或更多个纤维复合构件，尤其两个或更多个基本上相同的纤维复合构件的方法来实现，所述纤维复合构件具有构件轮廓，所述方法包括：提供至少一种纤维材料、至少一个面状的分离元件和至少一种基质材料，其中所述至少一个面状的分离元件至少部段地对于基质材料而言是可穿透的；通过将纤维材料逐层地设置为彼此上下重叠地设置的纤维半成品来制造纤维半成品堆叠，其中在纤维半成品之间分别设置有面状的分离元件中的至少一个；用基质材料浸溃纤维半成品堆叠；将已浸溃的纤维半成品堆叠切割成构件轮廓。
本发明尤其基于在下文中示出关于现有的制造方法的知识。
纤维复合构件能够借助于不同的制造方法产生。用于制造通常高价值的纤维复合构件的方法是真空浸溃。在真空浸溃中，用薄膜围绕，尤其基本上流体密封地围绕基本上干燥的纤维材料的装置，以便将由薄膜围绕的空间通常借助于真空泵抽真空，所述纤维材料尤其作为大量粗纱存在。因此，所设置的、干燥的纤维材料基本上不再具有空气。空气压还将所***的部分压在一起并且除此之外对其进行固定。
真正的浸溃借助于提供和供给经调温的、液态的基质材料进行，所述基质材料通过所施加的真空被抽吸到纤维材料中。在纤维完全用基质材料浸渍之后，阻止基质材料的供给并且被浸渍的纤维复合材料能够在硬化之后脱模。借助于真空浸溃制造这种纤维复合构件虽然一方面产生在质量方面高价值的构件，然而引起高的耗费，并且所述方法的自动化仅是可受限地实现的。
在借助于流体射流，例如借助于水射流切割进行分离时的材料去除基于射流施加到工件上的高压。在水射流切割时，水射流通常主要将表面附近的微粒分离，使得不引起或者减少在工件内部由于热和/或加工力所引起的拉伸。通过表面附近的颗粒去除，水射流随着时间能够完全地延伸穿过构件，使得该构件能够被分离或者切割。关于这一点，尤其将表面理解为在切割区中朝向水射流的表面。
原则上，在借助于流体射流进行分离时，尤其在水射流切割时，纯水/纯流体切割和磨蚀切割不同。在磨蚀切割中，射流除了流体，尤其液体，尤其水之外还包括磨蚀材料。被水射流切割的纤维复合构件的质量常常无法满足如今在很多行业中所提出的质量要求。因此，要么执行复杂的且耗费成本的单件生产要么执行根据水射流切割的其它耗费成本的方法步骤。
本发明尤其基于如下认识：从作用部位处横向流出的水，尤其横向于水射流的原本的流动方向流出的水，附加地仍引起剪切力，所述剪切力同样有助于材料去除，然而，该剪切力尤其不仅仅引起直的分离部位。此外，会出现其他不期望的后果，例如毛刺或者低的表面质量。
纤维半成品堆叠尤其通过将纤维材料逐层地设置为彼此上下重叠地设置的纤维半成品来制造。纤维半成品尤其包括上下重叠地覆层的纤维材料。在纤维半成品堆叠之内能够通过在两个相邻的纤维半成品之间设置面状的分离元件来分离或者区分这两个相邻的纤维半成品。此外，存在设置纤维垫的可能性，使得即使在设置分离元件之前也能够实现纤维半成品的区分。
纤维半成品堆叠的构造例如能够通过将纤维材料逐层地设置为纤维半成品来制造来开始。随后能够将分离元件设置在位于最上方的纤维材料层上并且在其上再逐层地将纤维材料设置为纤维半成品。通过多次执行在上文中所提及的步骤，于是能够制造具有大量纤维半成品的纤维半成品堆叠，所述纤维半成品上下重叠地设置并且通过分离元件彼此基本上分开。用基质材料浸溃纤维半成品堆叠能够借助于不同的、在现有技术中已知的浸溃方法来执行。将已浸溃的纤维半成品堆叠切割成构件轮廓，例如能够借助于水射流切割、电火花烧蚀切割、锯割和其它方法来执行。
面状的分离元件至少部段地对于基质材料而言是可穿透的，使得基质材料例如也能够沿着分离元件的面正交方向的方向流动穿过纤维半成品堆叠。在浸溃期间，纤维半成品堆叠通常基本上被抽真空并且能够实现使基质材料能够流到纤维半成品堆叠中。为了能够进行抽真空和基质材料的流动，优选的是，面状的分离元件一方面构成用于允许抽真空并且还构成用于实现基质材料的流动。此外优选的是，面状的分离元件构成为有网眼的纺织物。除此之外，优选的是，分离元件构成为可穿透的纺织物和/或构成为栅格元件和/或构成为化学的分离层和/或构成为粘接层。在所述方法的另一优选的改进形式中提出，分离元件具有穿通口。
通过将已浸溃的纤维半成品堆叠切割成构件轮廓，释放待制造的纤维复合构件。通过将已浸溃的纤维半成品堆叠切割成构件轮廓，能够进行对构件轮廓的高品质的切割。特别地，在应用水射流切割时，能够制造具有高品质的分离部位的纤维复合构件。本发明尤其基于如下认识：进入到纤维半成品堆叠中或者上下重叠地设置的纤维复合构件中的水射流在第一纤维半成品之后或者在第一纤维复合构件之后转向为，使得水射流正交于所设置的射流方向施加水压力或者具有不平行于所设置的射流方向的方向分量。因为纤维半成品堆叠中的纤维半成品或者上下重叠地设置的纤维复合构件在现有技术中基本上不彼此牢固连接并且通常在其间存在气隙，所以它们通过水射流进一步彼此分开，使得水射流能够在纤维半成品之间扩散。水射流会尤其不受控地或者不那么受控地经过纤维半成品或者纤维复合构件。
由此，在纤维半成品之间或者在上下重叠地设置的纤维复合构件之间的间隙扩张。由此，水射流失去压力以切割设置在首先被切割的纤维半成品或者纤维复合构件下方的其余纤维半成品或者纤维复合构件。由此，尤其在纤维半成品堆叠的较深的半成品或者较深的纤维复合构件中的切割质量与在纤维半成品堆叠的或者上下重叠地设置的纤维复合构件的上部区域中相比是更低的。在借助于分离元件分离已浸溃的纤维半成品堆叠时解决了所述缺点，因为在纤维半成品之间不构成间隙或构成强烈减小的间隙或不构成空气层或构成强烈减小的空气层，所述间隙或空气层可能通过水射流扩张。除了提高的效应以外，还可以提高制造纤维复合构件的效率，因为借助于根据本发明的方法能够以高的质量在一个共同的工作步骤中切割两个或更多个上下重叠地设置的已浸溃的纤维半成品。现今，在质量要求高的情况下，更多地切割单个的纤维复合构件。
将构件轮廓尤其理解为纤维复合构件的轮廓线，如从纤维半成品堆叠中切割出来或者释放出来中那样。构件轮廓也是基本上二维的切割工具，尤其水射流所经过的行进路径，以便将纤维复合构件从已浸溃的纤维半成品堆叠中分离出来。
在所述方法的一个优选的改进形式中提出，该方法包括在分离元件处分离已浸溃的纤维半成品堆叠。通过在分离元件处分离已浸溃的纤维半成品堆叠获得纤维复合构件。纤维复合构件通过已浸溃的纤维半成品产生，其中在已浸溃的纤维半成品堆叠中仍在此时已浸溃的纤维半成品之间设置分离元件。通过在分离元件处分离已浸溃的纤维半成品堆叠并且通过上述将已浸溃的纤维半成品堆叠切割成构件轮廓，能够以少的耗费提取纤维复合构件。在纤维半成品之间或者在浸溃之后在纤维复合构件之间不存在分离元件的情况下，对各个纤维复合构件彼此间的分离可能无法通过简单的步骤实现。
在所述方法的一个优选的实施方案变型形式中提出，使用优选包括磨蚀材料的流体用于切割。所述流体还优选构成为液体，此外优选构成为水并且除此之外优选以射流的形式，尤其以有取向的射流的形式构成。优选地，有取向的流体射流具有大于600bar的压力。尤其优选地，压力大于1000bar和/或大于1500bar和/或大于2000bar。
此外优选提出，分离元件构成为分离薄膜并且优选具有大量穿通口，其中穿通口优选均匀地分布在分离薄膜上和/或其中分离薄膜优选由聚乙烯(PE)构成，尤其由低密度聚乙烯(LDPE)构成或者包括所述聚乙烯。
将分离薄膜尤其理解为如下分离元件，所述分离元件具有极其薄的材料。特别地，所述材料的厚度比沿着面状的延伸部的方向中的一个方向的延伸部小数倍。分离薄膜此外也能够由对于基质材料而言可穿透的材料构成或者包括所述材料。
分离薄膜中的穿通口引起：分离薄膜对于基质材料而言是可穿透的。由此，具有大量穿通口的分离薄膜辅助浸溃的质量，其方式是，基质材料也能够正交于分离元件的面状的延伸部流动穿过纤维半成品堆叠。除此之外，如此构成的分离薄膜也能够辅助在分离元件处分离已浸溃的纤维半成品堆叠，其方式是，在两个相邻的纤维复合构件之间的粘接作用因分离薄膜而小至使得纤维复合构件可以尽可能小的耗费彼此分离。
所述方法的另一尤其优选的实施方案变型形式提出，分离元件由分离元件部段构成或者包括该分离元件部段，并且分离元件部段部段地设置在相邻的纤维半成品之间。尤其优选地，两个或更多个分离元件部段部段地设置在相邻的纤维半成品之间。由此存在如下可行性：也使用基质材料可穿透的分离元件部段，其中针对基质材料的可穿透性通过部段地设置在分离元件部段来实现。
所述方法的另一优选的改进形式提出，分离元件完全地设置在两个相邻的纤维半成品之间。此外优选地，分离元件完全地在待切割地构件轮廓之内设置在两个相邻的纤维半成品之间。分离元件也能够在纤维半成品堆叠的侧上突出。分离元件尤其分别设置在所有相邻的纤维半成品之间。
所述方法的另一尤其优选的实施方案变型形式提出，切割方向基本上平行于面状的分离元件的面正交方向定向，和/或切割方向与面状的分离元件的面正交方向成角度地定向。将切割方向例如理解为液体射流或流体射流或水射流的方向。而在切割方法中的进给方向基本上正交于面状的分离元件的面正交方向定向。此外，在切割方法中的进给方向能够沿着分离元件的面状的延伸部的和/或已浸溃的纤维半成品的方向中的一个方向定向。
尤其优选地，两个或更多个纤维复合构件具有面状的几何形状。将面状的几何形状尤其理解为如下几何形状，所述几何形状的面状的延伸部是构件的厚度的数倍。
根据所述方法的另一优选的实施方案变型形式提出，基质材料包括塑料或者由其构成，并且塑料优选包括热塑性塑料和/或热固性塑料或者由其构成和/或包括陶瓷或者由其构成和/或包括水泥或者由其构成和/或包括混凝土或者由其构成。此外提出，基质材料包括金属或者由其构成和/或包括碳或者由其构成。
此外优选地，纤维材料包括有机纤维，尤其碳纤维或者由其构成，和/或纤维材料包括无机纤维，尤其玻璃纤维或者由其构成，和/或纤维材料包括天然纤维或者由其构成。
在所述方法的一个优选的改进形式中提出，纤维材料构成为纺织物和/或网布和/或多轴网布和/或针织物和/或非织造布和/或垫和/或丝网，和/或纤维作为粗纱存在。
无机纤维还能够构成为玄武岩纤维、硼纤维、陶瓷纤维或钢纤维。有机纤维还能够选自芳纶纤维、聚酯纤维和聚乙烯纤维，所述聚乙烯纤维，其尤其作为高性能聚乙烯(HPPE)纤维，例如迪尼玛纤维。天然纤维例如能够构成为***纤维、亚麻纤维或剑麻纤维。
根据本发明的另一方面，一开始提到的目的通过如下纤维复合构件实现，所述纤维复合构件根据按照在上文中所描述的实施方案变型形式中的一个所述的方法来制造，所述纤维复合构件尤其构成为转子叶片的部件和/或飞行器的，尤其飞机的部件和/或水运工具的，尤其船或者艇的部件和/或陆运工具的，尤其汽车的部件和/或在建筑业中的部件和/或用于电子仪器构件的绝缘构件。
根据本发明的另一方面，一开始提到的目的通过一种风能设备的转子叶片实现，所述转子叶片具有至少一个纤维复合构件，所述纤维复合构件根据按照在上文中所描述的实施方案变型形式中的至少一个所述的方法来制造。
根据本发明的另一方面，一开始提到的目的通过一种风能设备来实现，所述风能设备包括塔、吊舱和转子，其中塔和/或吊舱和/或转子具有纤维复合构件或者根据上述方面的转子叶片，所述纤维复合构件根据按照在上文中所描述的实施方案变型形式中的至少一个所述的方法来制造。
对于所述其它方面和其可行的改进形式的其它优点、实施方案变型形式和实施方案细节也参见之前对所述方法的相应的特征和改进形式的描述。
附图说明
示例性地根据附图阐述本发明的优选的实施方式。附图示出：
图1示出风能设备的一个示例性的实施方式的示意性的三维视图；
图2示出在现有技术中已知的用于切割纤维复合构件的示意性的二维视图；
图3示出用于同时制造两个或更多个纤维复合构件的方法的一个示例性的实施方式的示意性的二维视图；
图4示出已浸溃的纤维半成品堆叠的一个示例性的实施方式的示意性的三维视图；
图5示出在分离之前从在图4中示出的纤维半成品堆叠中切割出来的纤维复合构件的示意性的三维视图；
图6示出从在图4中示出的纤维半成品堆叠中切割的和分离的纤维复合构件的示意性的三维视图。
在附图中相同的或者基本上功能相同或类似的元件以相同的附图标记表示。
具体实施方式
图1示出风能设备的一个示例性的实施方式的示意性的三维视图。图1示出具有塔102和吊舱104的风能设备100。在吊舱104上设有具有三个转子叶片108和导流罩110的转子106。转子106在运行时通过风置于旋转运动中从而驱动吊舱104中的发电机。借助于根据本发明的用于同时制造两个或更多个纤维复合构件的方法所制造的纤维复合构件能够用于风能设备100的不同的部件。转子叶片108的各个结构构件例如能够由纤维复合构件制造。
图2示出在现有技术中已知的用于切割纤维复合构件的方法的示意性的二维视图。构件堆叠105包括第一纤维复合构件111、第二纤维复合构件112、第三纤维复合构件114、第n个纤维复合构件118，其中在第三纤维复合构件114和第n个纤维复合构件118中设置有大量其它纤维复合构件116。构件堆叠105基本上由上下重叠地设置的纤维复合构件构成。纤维复合构件111至118基本上不彼此连接。
通过流体射流150应当沿着流体射流方向的方向切割构件堆叠105，使得纤维复合构件具有构件轮廓。流体射流方向基本上平行于纤维复合构件111至118的面正交方向取向。本发明尤其基于如下认识：在根据现有技术的迄今为止的解决方案中在借助于流体射流进行分离时缺点尤其通过如下方式出现：纤维复合构件111至118并且尤其第一和第二纤维复合构件111、112不彼此连接。本发明尤其基于如下认识：在现有的解决方案中该不足之处的原因尤其在于：由于第一和第二纤维复合构件111、112之间的气隙使流体射流转向和/或减慢和/或停止和/或经受压力降低。由此，流体射流会不受控地或者以降低的精度切割穿过多个纤维复合构件的轮廓或者甚至无法穿过所有纤维复合构件。转向的另一作用是，在转向平面中通过水压力按压纤维复合构件111至118使其彼此分开并且向着彼此移动，所述转向平面基本上与纤维复合构件111至118面平行地设置。由此，借助于流体射流的相对高品质的切割是不可行的或者可行程度降低。
这些缺点能够通过本发明和其有利的设计方案减少或避免。图3示出用于同时制造两个或更多个纤维复合构件的方法的一个示例性的实施方式的示意性的二维视图。已浸溃的纤维半成品堆叠200包括第一已浸溃的纤维半成品210、第二已浸溃的纤维半成品211、第三已浸溃的纤维半成品212、第n-2个已浸溃的纤维半成品214、第n-1个已浸溃的纤维半成品215和第n个已浸溃的纤维半成品216，其中在第三已浸溃的纤维半成品212和第n-2个已浸溃的纤维半成品214之间设置有大量具有分离元件的已浸溃的纤维半成品213。
除此之外，已浸溃的纤维半成品堆叠200包括分离元件220至226，所述分离元件分别设置在两个相邻的已浸溃的纤维半成品之间。第一分离元件220例如设置在第一已浸溃的纤维半成品210和第二已浸溃的纤维半成品211之间。具有已浸溃的纤维半成品210至216和分别设置在其间的分离元件220至226的已浸溃的纤维半成品堆叠200已借助于所述组成部分浸溃。通过共同地浸溃纤维半成品210至216，所述纤维半成品牢固地彼此靠紧地设置。通过这种彼此靠紧的牢固的设置，此时能够借助于流体射流250以高的质量，例如以低的表面粗糙度和/或更少的毛刺执行切割。
为了能够使已浸溃的纤维半成品210至216再次彼此分离，分离元件220至226分别设置在所述纤维半成品之间。分离元件220至226分别具有针对基质材料的可穿透性。这种可穿透性使得实现纤维半成品堆叠200的高品质的浸溃。对于第一分离元件220示例性地示出多个穿通口230至236。优选地，分离元件220至226中的每一个都具有多个穿通口。第一分离元件220的穿通口当前在此示意性地示出，因为在分离元件220至226中针对基质材料的可穿透性优选能够通过非常高数量的穿通口实现。分离薄膜的可穿透性例如能够经由相应的材料，例如纺织物或者穿孔的薄膜实现。替选地，分离元件优选包括两个或更多个分离元件部段，其中分离元件部段优选设置为，使得在所述分离元件部段之间产生针对基质材料的可穿透性。由此，分离元件或两个或更多个分离元件部段能够由基质材料可穿透的材料构成或者包括所述材料，因为基质材料能够在分离元件部段之间穿过。
图4示出已浸溃的纤维半成品堆叠300的一个示例性的实施方式的示意性的三维视图。纤维半成品堆叠300包括第一已浸溃的纤维半成品310、第二已浸溃的纤维半成品312、第三已浸溃的纤维半成品314和第四已浸溃的纤维半成品316，其中在已浸溃的纤维半成品之间分别设置有分离元件330、332、334。此外，示意性地示出待切割出来的纤维复合构件的构件轮廓320。
在图5中示出在分离之前从在图4中示出的纤维半成品堆叠中切割出来的纤维复合构件的示意性的三维视图。所述切割例如能够借助于水射流切割工艺来实现。可以看到，切割出来的元件虽然已经具有待制造的纤维复合构件的轮廓，但是多个已浸溃的纤维复合构件，在此即四个已浸溃的纤维复合构件仍上下重叠地设置并且在其之间分别设置有分离元件330、332、334。在随后的步骤中分别在分离元件330、332、334处进行分离，使得存在待制造的纤维复合构件。
图6示出如此从在图4中示出的纤维半成品堆叠中切割和分离的纤维复合构件310'、312'、314'、316'的示意性的三维视图。纤维复合构件310'、312'、314'、316'基本上分别对应于已浸溃的纤维半成品310、312、314、316的几何形状，其中纤维复合构件310'、312'、314'、316'是已制成的构件，而已浸溃的纤维半成品310、312、314、316是纤维复合构件310'、312'、314'、316'的中间产品，其轮廓例如还必须从纤维半成品堆叠300中切割并且其例如还必须从分别相邻的已浸溃的纤维半成品处分离。必要时，附加地还从已浸溃的纤维半成品310、312、314、316处移除分离元件330、332、334和/或分离元件330、332、334的组成部分，以便获得纤维复合构件310'、312'、314'、316'。
附图标记列表
100 风能设备
102 塔
104 吊舱
105 构件堆叠
106 转子
108 转子叶片
110 导流罩
111 第一纤维复合构件
112 第二纤维复合构件
114 第三纤维复合构件
116 大量纤维复合构件
118 第n个纤维复合构件
150 流体射流
152 第一流体出口
154 第二流体出口
200 已浸溃的纤维半成品堆叠
210 第一已浸溃的纤维半成品
211 第二已浸溃的纤维半成品
212 第三已浸溃的纤维半成品
213 大量已浸溃的具有分离元件的纤维半成品
214 第n-2个已浸溃的纤维半成品
215 第n-1个已浸溃的纤维半成品
216 第n个已浸溃的纤维半成品
220 第一分离元件
221 第二分离元件
222 第三分离元件
224 第m-2个分离元件
225 第m-1个分离元件
226 第m个分离元件
230 第一穿通口
231 第二穿通口
232 第三穿通口
233 第四穿通口
234 第五穿通口
235 第六穿通口
236 第七穿通口
250 流体射流
300 已浸溃的纤维半成品堆叠
310 第一已浸溃的纤维半成品
310’ 第一纤维复合构件
312 第二已浸溃的纤维半成品
312’ 第二纤维复合构件
314 第三已浸溃的纤维半成品
314’ 第三纤维复合构件
316 第四已浸溃的纤维半成品
316’ 第四纤维复合构件
320 构件轮廓
330 第一分离元件
332 第二分离元件
334 第三分离元件

Claims (14)

1.一种用于同时制造两个或更多个纤维复合构件(310'，312'，314'，316')，尤其两个或更多个基本上相同的纤维复合构件的方法，所述纤维复合构件具有构件轮廓(320)，所述方法包括：
-提供至少一种纤维材料、至少一个面状的分离元件(220，221，222，224，225，226，330，332，334)和至少一种基质材料，其中至少一个面状的所述分离元件(220，221，222，224，225，226，330，332，334)至少部段地对于所述基质材料而言是可穿透的；
-通过将所述纤维材料逐层地设置为彼此上下重叠地设置的纤维半成品(210-216，310-316)来制造纤维半成品堆叠(200，300)，其中在所述纤维半成品(210-216，310-316)之间分别设置有所述面状的分离元件(220，221，222，224，225，226，330，332，334)中的至少一个分离元件；
-用所述基质材料浸溃所述纤维半成品堆叠(200，300)；
-将已浸溃的所述纤维半成品堆叠(200，300)切割成所述构件轮廓(320)。
2.根据上一项权利要求所述的方法，所述方法包括：
-在所述分离元件(220，221，222，224，225，226，330，332，334)处分离已浸溃的所述纤维半成品堆叠(200，300)。
3.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其中
-使用流体进行切割，所述流体优选包括磨蚀材料，并且将所述流体优选作为流体射流(250)提供。
4.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其中
-所述分离元件(220，221，222，224，225，226，330，332，334)构成为分离薄膜并且优选具有大量穿通口(230-236)，
-其中所述穿通口(230-236)优选均匀地分布在所述分离薄膜上，和/或
-其中所述分离薄膜优选由聚乙烯(PE)构成，尤其由低密度聚乙烯(LDPE)构成，或者包括所述聚乙烯。
5.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其中
-所述分离元件(220，221，222，224，225，226，330，332，334)构成为可穿透的纺织物，和/或
-构成为栅格元件，和/或
-构成为化学的分离层，和/或
-构成为粘接层。
6.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其中
-所述分离元件(220，221，222，224，225，226，330，332，334)由分离元件部段构成或者包括所述分离元件部段，并且所述分离元件部段部段地设置在相邻的所述纤维半成品(210-216，310-316)之间。
7.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其中
-所述分离元件(220，221，222，224，225，226，330，332，334)完全地设置在两个相邻的纤维半成品(210-216，310-316)之间。
8.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其中
-切割方向基本上平行于面状的所述分离元件(220，221，222，224，225，226，330，332，334)的面正交方向定向，和/或
-所述切割方向与面状的所述分离元件(220，221，222，224，225，226，330，332，334)的面正交方向成角度地定向。
9.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其中
-两个或更多个所述纤维复合构件(310'，312'，314'，316')具有面状的几何形状。
10.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其中所述基质材料
-包括塑料或者由塑料构成，并且所述塑料优选包括热塑性塑料和/或热固性塑料或者由其构成，和/或
-包括陶瓷或者由其构成，和/或
-包括水泥或者由其构成，和/或
-包括混凝土或者由其构成，和/或
-包括金属或者由其构成，和/或
-包括碳或者由其构成。
11.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其中
-所述纤维材料包括有机纤维，尤其碳纤维或者由其构成，和/或
-所述纤维材料包括无机纤维，尤其玻璃纤维或者由其构成，和/或
-所述纤维材料包括天然纤维或者由其构成。
12.一种纤维复合构件(310'，312'，314'，316')，所述纤维复合构件根据按照权利要求1至11中至少一项所述的方法制造，所述纤维复合构件尤其构成为-转子叶片(108)的部件，和/或
-飞行器的，尤其飞机的部件，和/或
-水运工具的，尤其船或艇的部件，和/或
-陆运工具的，尤其汽车的部件，和/或
-建筑业中的部件，和/或
-用于电子仪器构件的绝缘构件。
13.一种风能设备(100)的转子叶片(108)，所述转子叶片具有至少一个纤维复合构件(310'，312'，314'，316')，所述纤维复合构件根据按照权利要求1至11中至少一项所述的方法制造。
14.一种风能设备(100)，所述风能设备包括：
-塔(102)、吊舱(104)和转子(106)，其中所述塔(102)和/或所述吊舱(104)和/或所述转子(106)具有纤维复合构件(310'，312'，314'，316')，所述纤维复合构件根据按照权利要求1至11中至少一项所述的方法制造，或者
-根据权利要求13所述的转子叶片(108)。
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宋秋香等: "风电叶片用国产碳纤维预浸料工艺性能和力学性能研究", 《复合材料科学与工程》 *

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