專(zhuān)利名稱(chēng)：由纖維復(fù)合材料構(gòu)成的工件的制造方法以及具有沿長(zhǎng)度方向改變橫截面的輪廓的纖維復(fù)合件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由纖維復(fù)合材料構(gòu)成的工件的制造方法以及一種相應(yīng) 的、特別是能實(shí)施按照本發(fā)明的所述制造方法的設(shè)備。
在下文中，雖然本發(fā)明以涉及飛機(jī)中的承重結(jié)構(gòu)的制造為基礎(chǔ)進(jìn)行說(shuō) 明，但本發(fā)明并不限制于此，而是在普遍程度上涉及由纖維復(fù)合材料構(gòu)成 的工件，特別是細(xì)長(zhǎng)工件的制造。
背景技術(shù)：
纖維復(fù)合材料的高拉伸強(qiáng)度和低固有重量在飛機(jī)制造領(lǐng)域得到證明。除 了例如那些在外殼內(nèi)的扁平件之外，細(xì)長(zhǎng)件，例如所謂的縱梁，都是由纖
維復(fù)合材料形成。具有相同橫截面的縱梁可憑借連續(xù)流(continuous-flow) 方法制成。
在飛機(jī)中需要具有不同橫截面的縱梁。這需要提供不同工具以方便不 同形狀縱梁的寬范圍。此外，還需要沿長(zhǎng)度方向具有不同橫截面的縱梁。至 今，具有相同橫截面的縱梁已通過(guò)應(yīng)用由復(fù)合材料構(gòu)成的附加單獨(dú)層而適 合于人工制造。以這種方式制造的縱梁的質(zhì)量?jī)H僅是平均水平，而且此方 法復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制造方法以及一種設(shè)備，憑借所述方法和設(shè) 備，可由纖維復(fù)合材料制造工件，所述工件可具有寬范圍的橫截面，并且 可優(yōu)選使用單獨(dú)工具制造。所述制造方法優(yōu)選以連續(xù)制造方法執(zhí)行。
出于此目的，按照本發(fā)明權(quán)利要求1的制造方法提供以下步驟
(a) 提供至少一支撐裝置；
(b) 使一種由預(yù)浸漬的纖維半成品構(gòu)成的主要材料和/或一種次要材料 與至少一支撐裝置相配合，以形成至少兩個(gè)毛坯模區(qū)域；該區(qū)域的形成方 式使所述至少一毛坯模區(qū)域具有所述主要材料并且所述至少一毛坯模區(qū)域 具有所述次要材料；
(c) 使所述至少兩個(gè)毛坯模區(qū)域以一種方式彼此擠壓以形成工件毛坯，形 成工件毛坯的方式使所述至少一支撐裝置設(shè)置于所述工件毛坯的表面；以 及(d)從所述工件毛坯移除所述至少一支撐裝置和所述次要材料，以形成所述工件。
所述工件憑借所述制造方法由所述主要材料形成。
工具的橫截面相配。所述工件毛坯優(yōu)選在其全長(zhǎng)具有相同的橫截面，所述橫截面由所述工具預(yù)先確定。
當(dāng)所述毛坯模彼此連接時(shí)，至少為了主要條件，即在合適的壓力和合適的溫度條件下，所述次要材料優(yōu)選為使其具有與預(yù)浸漬纖維半成品相似的機(jī)械性能。
可將所述至少兩個(gè)毛坯模區(qū)域完整設(shè)置于一個(gè)毛坯模上。然后，為了壓粘，可將所述毛坯模在縱長(zhǎng)方向折疊或開(kāi)槽?？赏瑯訉⒚總€(gè)毛坯模區(qū)域設(shè)置于單獨(dú)的毛坯模上，即每個(gè)毛坯模區(qū)域恰好對(duì)應(yīng)于一毛坯模。
按照一種改進(jìn)，由預(yù)浸漬纖維復(fù)合材料和/或所述次要材料構(gòu)成的多個(gè)層以 一種方式用于所述支撐裝置的第三區(qū)域中，使得由所述主要材料構(gòu)成的層沒(méi)有被由所述次要材料構(gòu)成的層覆蓋。這確保了所述次要材料沿所制造的所述工件毛皮的表面設(shè)置，并確保了隨后所述次要材料可被全部移除。此外，在所述工件內(nèi)，這允許由所述主要材料制成任何希望厚度和強(qiáng)度的區(qū)域。
一種改進(jìn)為所使用的所述主要材料和/或所述次要材料提供一厚度，在任何情況下，使得所述毛坯模區(qū)域的厚度均勻一致。
所述預(yù)浸漬纖維半成品可為有機(jī)織物、針織物和/或纖維織物。為此目的的所述纖維半成品優(yōu)選具有彼此在方向上成合適角度的纖維。按照一種改進(jìn)，在由偶數(shù)個(gè)單獨(dú)層形成的所述纖維織物的奇數(shù)單獨(dú)層內(nèi)，第一纖維排列在第一方向，在所述纖維織物的偶數(shù)單獨(dú)層內(nèi)，第二纖維排列在第二
方向，所述第一方向以30度至60度的角度傾斜于所述第二方向。所有所述奇數(shù)單獨(dú)層的所述第一方向相同，且與奇數(shù)單獨(dú)層鄰接的所述第二方向設(shè)置為鏡像對(duì)稱(chēng)于所述第一方向。
所述支撐裝置可為薄膜。
所述預(yù)浸漬纖維半成品優(yōu)選具有碳纖維。
所述次要材料可為含玻璃纖維的半模。
按照一種改進(jìn)，在所述壓粘步驟前， 一第一所述毛坯模與一第二所述毛坯模平行設(shè)置，且而后這兩個(gè)毛坯模彼此壓粘。
一種改進(jìn)為所述第一毛坯模區(qū)域和所述第二毛坯模區(qū)域提供曲線的壓粘。
按照一種改進(jìn)，將所述第一毛坯模區(qū)域制成具有第一長(zhǎng)度，而將所述第二毛坯模區(qū)域制成具有第二長(zhǎng)度，所述第一長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于所述壓粘步驟后的所述第 一毛坯模區(qū)域的長(zhǎng)度，所述第二長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于所述壓粘步驟后的所述第二毛坯模區(qū)域的長(zhǎng)度。對(duì)于曲線的情況，因而引起了所述第一長(zhǎng)度與所述第二長(zhǎng)度間的區(qū)別。這使得所述工件被無(wú)壓制造。特別地，這避免在所述纖維半成品中擠壓纖維。
上述的目的還通過(guò)由按照權(quán)利要求13的由纖維復(fù)合材料構(gòu)成的工件的制造設(shè)備而實(shí)現(xiàn)，其具有
用于提供至少一支撐裝置的補(bǔ)充裝置；
鋪設(shè)裝置，其將由預(yù)浸漬纖維半成品構(gòu)成的主要材料用于至少一支撐裝置的一第一區(qū)域,并將次要材料用于所述支撐裝置的至少一第二區(qū)域，以形成至少兩毛坯模區(qū)域；
模壓裝置，其用于壓粘所述兩毛坯模區(qū)域以形成工件毛坯；以及分離裝置，其用于從所述工件毛坯移除所述次要材料。所述模壓裝置可具有連續(xù)的模段，所述模段成對(duì)的彼此相對(duì)設(shè)置，所述模壓裝置54的一種狀態(tài)為所述模段可沿預(yù)定曲線設(shè)置，其中模壓裝置54
中能夠施力。所述模段的靈活設(shè)置允許沿工件長(zhǎng)度方向上任何希望的工件曲率和形狀。
一種改進(jìn)用于至少兩個(gè)所提供的進(jìn)給裝置，所述進(jìn)給裝置提供兩個(gè)平行于所述模壓裝置的毛坯模，在此情況下，由于預(yù)定曲線曲率的影響，第一進(jìn)給裝置的第 一速度和第二進(jìn)給裝置的第二速度可被調(diào)整。
本發(fā)明還涉及一種用于制造塑性纖維復(fù)合部件的方法，所述部件具有沿長(zhǎng)度改變橫截面的輪廓，該方法使用按照權(quán)利要求16進(jìn)一步限定的拉擠成型步驟，且涉及一種使用該方法制造的塑性纖維復(fù)合部件。本發(fā)明還涉及一種預(yù)制纖維織物，所述織物用于實(shí)施上述方法。最后，本發(fā)明涉及一種用于制造具有沿長(zhǎng)度改變橫截面的輪廓的塑性纖維復(fù)合部件的半成品。
所謂的拉擠成型步驟是一種目前選擇用于制造塑性纖維復(fù)合部件的方
法，其目標(biāo)是制造具有沿其長(zhǎng)度相同的橫截面的輪廓。在此方法中，作為預(yù)制纖維織物的典型的連續(xù)材料層以預(yù)浸漬材料的形式巻于巻筒上而儲(chǔ)存，多個(gè)所述連續(xù)材料層連在一起，且它們?cè)趬毫蜔崃康挠绊懴卤舜藟赫?。凝固后所獲得的所述復(fù)合部件具有高強(qiáng)度，并且所述制造過(guò)程成本低且效率高。
如果例如由于所述塑性纖維復(fù)合部件所受到的力學(xué)要求，所述橫截面需要沿所述輪廓的長(zhǎng)度變化，傳統(tǒng)上通過(guò)將附加預(yù)浸漬層施加于拉擠成型步驟后獲得的所述輪廓、使用人工層壓方法制造該復(fù)合部件。還可能需要附加粘結(jié)薄膜。這是一種高成本和高耗時(shí)的制造方法。在本發(fā)明的方案中，不僅通過(guò)所述人工層壓方法本身，還通過(guò)為此目的所需要的在施加所述附加纖維復(fù)合層之前對(duì)所述基本輪廓的現(xiàn)有處理，成本和制造時(shí)間都能節(jié)省。隨
9著所述基本輪廓被干燥，該現(xiàn)有處理可通過(guò)必須在凝固后再?gòu)乃龌据喞斯ひ瞥南靼骞に噷?shí)施，或通過(guò)磨削、斷水測(cè)試。
在現(xiàn)代飛機(jī)結(jié)構(gòu)中，纖維復(fù)合材料不僅用作外殼部件，還日益用作加強(qiáng)外殼部件的結(jié)構(gòu)部件(縱梁)，還用作彎曲梁，人們希望的是能制造在其長(zhǎng)度上具有改變的橫截面的塑性纖維復(fù)合部件。舉例來(lái)說(shuō)，所述復(fù)合部件可用作垂直尾翼上的縱梁，隨著彎矩在飛機(jī)垂直方向的減小，所述垂直尾翼的橫截面厚度減少，否則隨著橫截面厚度朝端部增加，對(duì)應(yīng)于所產(chǎn)生的力，所述復(fù)合部件用作側(cè)部地板支撐。
本發(fā)明的另 一 目的是提供一種制造開(kāi)始提到類(lèi)型的塑性纖維復(fù)合部件的改進(jìn)方法。另一目的是提供一種用于實(shí)施所述改進(jìn)方法的預(yù)制纖維織物。最后一個(gè)目的是提供一種用于制造具有在其長(zhǎng)度上改變橫截面的輪廓形式的塑性纖維復(fù)合部件的半成品。
此目的通過(guò)用于制造塑性纖維復(fù)合部件的方法而實(shí)現(xiàn)，所述塑性纖維
復(fù)合部件具有權(quán)利要求16的特征。該目的還通過(guò)按照權(quán)利要求35的使用該方法制造的塑性纖維復(fù)合部件而實(shí)現(xiàn)。按照本發(fā)明方案的另一部件為預(yù)制纖維織物，其用于實(shí)施按照權(quán)利要求36的方法。按照本發(fā)明方案的一最后部件也為半成品，其用于制造具有權(quán)利要求37特征的塑性纖維復(fù)合部件。按照本發(fā)明主題的其他優(yōu)選的實(shí)施例和改進(jìn)在各獨(dú)立權(quán)利要求中表現(xiàn)。
參考優(yōu)選實(shí)施例并使用附圖，在下文中將更為詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。


圖la至圖ld是生產(chǎn)工件的一實(shí)施例中所使用的兩個(gè)毛坯模。圖2a至圖2c是一工件毛坯，其由按照第一實(shí)施例的圖la至圖ld所示的毛坯模制成。
圖3a至圖3c是按照所述第一實(shí)施例制成的工件。
圖4a至圖4c是按照第二實(shí)施例制成的工件毛坯。
圖5a至圖5c是按照第三實(shí)施例制成的工件毛坯。
圖6是用于說(shuō)明第四實(shí)施例的毛坯模。
圖7a至圖7c是按照所述第四實(shí)施例制成的工件毛坯。
圖8a至圖8d是按照其他實(shí)施例制成的其他工件毛坯的橫截面。
圖9是一制造工件的設(shè)備的實(shí)施例。
圖IO是圖9中的壓型才幾的詳細(xì)示意圖。
圖lla至圖llc是用于所述實(shí)施例之一的多層纖維復(fù)合材料。
圖12是以纖維復(fù)合材料制造工件的設(shè)備的第二實(shí)施例。
圖13是飛機(jī)垂直尾翼的單殼(half-shell)內(nèi)部立體圖，所迷單殼已使用纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)制造，具有由多個(gè)在所述飛機(jī)的縱軸方向上彼此平行沿伸的縱梁支撐的外殼，按照本發(fā)明一典型實(shí)施例，所述縱梁已被制成塑性纖維復(fù)合件，且所述塑性纖維復(fù)合件具有沿長(zhǎng)度方向改變橫截面的輪廓。
圖14a至圖14c是按照本發(fā)明兩個(gè)典型實(shí)施例的塑性纖維復(fù)合件的一部分的示意性橫截面圖，所述塑性纖維復(fù)合件具有沿長(zhǎng)度方向改變橫截面的輪廓，通過(guò)拉擠成型方法而制成；
圖15是按照本發(fā)明又一典型實(shí)施例的塑性纖維復(fù)合件的示意性橫截面圖，所述塑性纖維復(fù)合件具有沿長(zhǎng)度方向改變橫截面的輪廓，通過(guò)拉擠成型方法而制成。圖16a是現(xiàn)有技術(shù)已知的一拉擠成型設(shè)備的示意圖。
圖16b是由預(yù)制纖維織物進(jìn)行所希望輪廓的連續(xù)成型中的多個(gè)。
圖16c是如現(xiàn)有技術(shù)已知的沖壓工具，在所述沖壓工具中，在對(duì)所希望的輪廓施以壓力和熱量的作用下，所述預(yù)制纖維織物被彼此壓粘。
1:毛坯模1，: 單殼體
2:表面2，: 外殼
3:支撐裝置4:區(qū)域
5:區(qū)域6:主要材料
6a:層6b:層
7:次要材料9:毛坯模表面
lO-毛坯模10，:塑性纖維復(fù)合材料
ll區(qū)域11:連續(xù)材料層
12區(qū)域13:區(qū)域
14工件毛坯14，另一材料層14a，補(bǔ)充荷載14b':鄰接點(diǎn)15工件16.工件毛坯
17工件毛坯19毛坯模
20區(qū)域21厚度
21':連續(xù)材料層22厚度
23厚度24區(qū)域
24':另 一材料層24a，補(bǔ)充層24b，鄰接點(diǎn)25工件毛坯
25':另 一材料層25a，補(bǔ)充層25b，鄰接點(diǎn)30. 制造設(shè)備
31供料裝置32: 供料裝置
33:供料裝置35: 毛坯模區(qū)域
36:毛坯模區(qū)域37: 沖壓裝置
38分離裝置39: 沖壓鉗
ii40: 沖壓鉗40，部件
41: 纖維42纖維
43: 角度44纖維
45: 角度50進(jìn)給裝置
50， 單獨(dú)分離層51進(jìn)給裝置
52: 毛坯模區(qū)域53毛坯模區(qū)域
54: 沖壓裝置55沖壓模
100: 拉擠成型裝置110:預(yù)制纖維織物巻筒
120: 初始變形裝置130:沖壓裝置
140: 隧道式烤爐150:牽引裝置
160: 切割裝置
具體實(shí)施例方式
在下文中，附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部件。
在下文中，將參照?qǐng)Dla至圖ld、圖2a至圖2c和圖3a至圖3c對(duì)由纖維復(fù)合材料構(gòu)成的工件的制造方法的第 一 實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
第一毛坯模1在圖la和圖lb中以側(cè)4見(jiàn)圖和平面圖形式示出。用于制造所期望工件的材料，即下文提到的用于第一區(qū)域4的主要材料6和用于第二區(qū)域5的次要材料7，是用于薄膜3的表面2上，所述薄膜用作支撐裝置。所述薄膜3的所述整個(gè)表面2優(yōu)選為由所述第一區(qū)域4和所述第二區(qū)域5覆蓋。
所述主要材料6優(yōu)選為預(yù)浸漬纖維半成品(預(yù)浸料坯)，例如具有由碳構(gòu)成的纖維。通過(guò)機(jī)器或以自動(dòng)化形式，可將所述預(yù)浸漬纖維半成品用在所述第一區(qū)域4中的所述表面2上，所述機(jī)器或自動(dòng)化形式是通過(guò)一種被稱(chēng)為帶狀鋪放機(jī)的鋪設(shè)裝置實(shí)現(xiàn)的。
可以同樣的方式憑借鋪設(shè)裝置將所述次要材料7用于所述第二區(qū)域5中。具有玻璃纖維的纖維半成品特別適合用作所述次要材料。在未凝固狀態(tài)下，所述主要材料6和所述次要材料7因而具有相似的沿展特性，有利
的是，對(duì)于后續(xù)的沖壓步驟，所述特性不會(huì)有明顯的差異。此外，所述次要材料7可為速凝材料。
所述次要材料7和所述主要材料的厚度8保持相同，并在所述毛坯模1的整個(gè)尺寸上大小相同。這使得所述毛坯模1具有平坦的表面9。
圖lc和圖ld示出第二毛坯模10，所述二毛坯模同樣從所述薄膜3、所述主要材料6和所述次要材料7開(kāi)始預(yù)制。如在圖ld的平面圖中所看到的，第三區(qū)域11并非整體，而是可分散設(shè)置于所述薄膜3的所述表面2上，所述次要材料7用于該區(qū)域中。所述主要材料6用于所述表面2的剩余區(qū)域12、 13中。
一工件毛坯14在任何情況下都由上述的兩毛坯模1、 IO形成，所述工件毛坯在圖2a、 2b和2c中以側(cè)視圖和沿平面A和B的橫截面圖形式示出。
在該典型實(shí)施例中，將兩個(gè)所述第二毛坯模10沿其長(zhǎng)邊，即所述薄膜3的方向向下轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。將已具有這樣輪廓的兩個(gè)所述第二毛坯模10設(shè)置成在背部上使其表面9彼此面對(duì)。將所述第一毛坯模1設(shè)置為使其表面9面對(duì)所述第二毛坯模10左側(cè)的轉(zhuǎn)角長(zhǎng)邊以及右側(cè)的轉(zhuǎn)角長(zhǎng)邊。這使得所述工件毛坯14形成雙T形4黃截面，如圖2b和圖2c所示。所述工件毛坯14沿其外表面被所述薄膜3覆蓋。
現(xiàn)在將所述毛坯模l、 IO彼此壓粘，以使所述毛坯模l、 IO通過(guò)所述主要材料6彼此膠著粘合在一起。所述次要材料7應(yīng)當(dāng)選擇為在沖壓過(guò)程中不與所述材料6以粘合或其他方式相連接。此外，對(duì)于所述次要材料7有利的是使其具有與所述材料6相同的沿展特性，以在壓粘過(guò)程中使所述工件毛坯14的橫截面不變形。
在對(duì)第一實(shí)施例的改進(jìn)中，可將分離層，例如薄膜插入到所述次要材料7和所述主要材料6之間。這有利于防止所述兩種材料6、 7的連接。
在隨后的步驟中，將所述薄膜3和所述次要材料7移除。這產(chǎn)生了工件15,如側(cè)視圖和沿平面A和B的橫截面圖形式的圖3a至圖3c所示。通過(guò)比較兩橫截面可以看到，所述第一實(shí)施例允許將工件15制成具有不同的橫截面。這方便地允許縱向支撐件、縱梁或相似部件的尺寸與設(shè)計(jì)要求相匹配，不需要對(duì)所述工件15的任何人工后續(xù)處理。此外，由于所述工件毛坯在其全長(zhǎng)上具有相同的橫截面，所以只需要一種工具用于壓粘所述毛坯才莫1、 10以形成所述工件毛坯14。
而后，所述工件15以正常方式凝固。這可通過(guò)壓力和/或加熱的作用而進(jìn)行。
在另一實(shí)施例中，將所述工件毛坯14凝固。在這種情況下有利于所述次要材料7快速凝固，因而用于所述工件15的制造時(shí)間僅僅極小地增加。然后將凝固的所述次要材料7從同樣已凝固的所述主要材料6移除。
上述第一實(shí)施例可以多種方式修改。特別地，可以想到的所述工件15的所有幾何形狀和橫截面都是可能的。多種不同的工件毛坯以側(cè)視圖和相應(yīng)的橫截面圖形式在下文示出。為此目的所需的所述相應(yīng)的制成工件和所述毛坯?？赏ㄟ^(guò)簡(jiǎn)單的幾何思維從合適的圖形獲得。
圖4a至圖4c示出工件毛坯16c,在橫截面A內(nèi)，該工件毛坯在上部區(qū)域具有比下部區(qū)域更厚的橫向定位結(jié)構(gòu)。為簡(jiǎn)化附圖，所述薄膜3未示出。然而，與圖2a至圖2c中的方式相同，所述薄膜3環(huán)繞在工件毛坯16的整個(gè)外圍。
13圖5a至圖5c示出工件毛坯17,其橫截面具有簡(jiǎn)單的T形。該工件毛坯17可通過(guò)三個(gè)毛坯模而制成，或者首先制造雙T形的工件毛坯，如圖2a至圖2c、或圖4a至圖4c所示，然后沿其長(zhǎng)軸方向?qū)⑵淝袛唷?br> 用于制造工件的方法的第二實(shí)施例將結(jié)合圖6、圖7a至圖7c進(jìn)行說(shuō)明。圖6示出用于薄膜3的毛坯模19。在第一區(qū)域20中，將所述次要材料7直接以厚度21用于所述薄膜3上。所述次要材料7進(jìn)而被所述主要材料6以厚度22構(gòu)成的單獨(dú)層覆蓋。這導(dǎo)致所述毛坯模19具有由所述次要材料7和所述主要材料6制成的單獨(dú)層。這種情況的基本特征是在所述次要材料7和所述薄膜3之間不設(shè)置主要材料6。此外，至少部分移除所述次要材料7將不再可能。
舉例來(lái)說(shuō)，在所示的實(shí)施例中，只有所述主要材料6在第二區(qū)域24中用于所述薄膜所述薄膜3。所述單獨(dú)層21、 22、 23的厚度被選擇為使所述毛坯模19在其全長(zhǎng)的厚度均相同。
工件毛坯25由使用第二毛坯模的所述毛坯才莫19制成。在此情況下，舉例來(lái)說(shuō)，所述第二毛坯模由所述主要材料6構(gòu)成。兩個(gè)所述第一毛坯模19沿一邊轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，如圖7b所示。使用毛坯模19能夠制造工件毛坯25,在所述毛坯模19內(nèi)，憑借位于其下部的次要材料7,所述材料6的厚度在區(qū)域20內(nèi)減少，并且在某種相應(yīng)的意義上，使用毛坯模19能夠制造所述材料6具有任何期望強(qiáng)度的工件。在某種相應(yīng)的意義上，所述工件具有自由變化的壁厚。
圖8a至圖8d示出通過(guò)所述實(shí)施例和已描述的毛坯模制造的各種橫截面。再次需要注意的是，所述工件毛坯的橫截面可在所有橫截面上相同。
圖9示意性地示出工件制造設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例。所迷設(shè)備30具有薄膜3的供料裝置31和任何其他的支撐裝置。此外，還分別設(shè)置兩個(gè)供料裝置32、 33，以分別用于所述主要材料6和所述次要材料7。沿鋪設(shè)裝置34引導(dǎo)所述支撐裝置3,所述鋪設(shè)裝置34將所述主要材料6和所述次要材料7用于所述支撐裝置3的表面。所述兩材料6、 7以連續(xù)步驟應(yīng)用，從而連續(xù)制造毛坯模35、 36。
將所述兩毛坯模35、 36彼此平行引導(dǎo)并引入到?jīng)_壓裝置37中。 一旦已將整個(gè)毛坯模35、 36設(shè)置于所述沖壓裝置37中，所述兩毛坯模35、 36通過(guò)所述沖壓裝置而彼此壓粘。這使得所述工件毛坯的形狀通過(guò)所述沖壓裝置而壓成。
緊隨所述沖壓裝置37的是分離裝置38。所述分離裝置38將所述次要材料從所述工件毛坯移除。為此，需要移除工件毛坯上的薄膜3。在此過(guò)程中，也優(yōu)選將所述次要材料7從所述工件毛坯分離。
圖IO示出沖壓裝置37橫截面的一個(gè)舉例。該沖壓裝置37具有夾鉗39
14和40，所述夾鉗39、 40在任何情況下都彼此相對(duì)的成對(duì)設(shè)置。對(duì)應(yīng)于所述夾鉗39、 40的寬度和長(zhǎng)度形成一空腔，所述空腔與雙T形輪廓相應(yīng)。圖2a至圖2c所示的所述工件毛坯可通過(guò)所述的沖壓裝置37制造。用于特別優(yōu)選的實(shí)施例的所述薄膜3上的所述材料6的結(jié)構(gòu)將結(jié)合圖lla至圖llc說(shuō)明。所述材料用于連續(xù)緊隨的單獨(dú)層6a、 6b中。單獨(dú)層6a具有底層纖維41,所述底層纖維沿主方向設(shè)置。兩纖維42如下與第一纖維41呈一角度43。所述角度典型的是在30度到60度之間。
在所述第二單獨(dú)層6b中的纖維依次具有第一纖維41，所述第一纖維沿所述主方向設(shè)置。設(shè)置于其上的第二纖維44與所述第一纖維41呈一角度45。所述第二角度45優(yōu)選設(shè)計(jì)為使第三纖維44與所述第二纖維42相對(duì)于所述第一纖維41鏡像對(duì)稱(chēng)。這種情況下，所述角度45與所述角度43具有相反的數(shù)學(xué)符號(hào)。
所述主要材料6的所述單獨(dú)層6a、 6b的順序確保當(dāng)壓粘所述單獨(dú)毛坯模時(shí)，彼此平行的纖維不會(huì)在彼此頂部停止移動(dòng)。在這種情況下，這些纖維可彼此相對(duì)滑動(dòng)，這會(huì)使得所述工件毛坯的厚度以不希望的方式減小。
圖12示出用于工件制造的設(shè)備的又一實(shí)施例。該圖示意性地示出用于毛坯模52、 53的兩制造裝置50、 51。所述制造裝置50、 51將所述毛坯模52、 53引至沖壓裝置54。所述沖壓裝置54由多個(gè)單獨(dú)沖壓模55組成，每個(gè)所述單獨(dú)沖壓模彼此相對(duì)的成對(duì)設(shè)置。成對(duì)的所述沖壓模55的空間布置服從預(yù)定的曲線輪廓，如圖12所示。為此，所述單獨(dú)沖壓模和其成對(duì)組的位置優(yōu)選為可調(diào)整。所述沖壓裝置54允許制造具有任何希望曲率的工件。
顯然，在曲線工件模的情況下，內(nèi)側(cè)毛坯模52的纖維材料可被壓縮。所述內(nèi)側(cè)毛坯才莫52為具有比與其相對(duì)的所述毛皮才莫53曲率半徑更小的毛坯模。所述纖維的壓縮導(dǎo)致所完成工件的機(jī)械特性能減弱。
通過(guò)制造具有不同長(zhǎng)度的所述兩個(gè)毛坯模52、 53，這種情況被抵消。所述兩個(gè)毛坯模52、 53的長(zhǎng)度與沿著所述已完成工件的兩相對(duì)表面的長(zhǎng)度相匹配。因此，所述內(nèi)側(cè)毛坯模52比外側(cè)毛坯模53短。
為此，所述制造裝置50、 51優(yōu)選為將所述兩個(gè)毛坯模52、 53以不同的進(jìn)給速度插入所述沖壓裝置54內(nèi)。這樣做使得所述兩個(gè)毛坯模52、 53的起始端和末端能同時(shí)到達(dá)所述沖壓裝置54。
本發(fā)明并不限制于上述實(shí)施例。
特別地，雖然所述毛坯模的厚度可在所述毛坯模的寬度上改變，但必須使所述毛坯模在長(zhǎng)度上具有相同的厚度。還可以制造不同設(shè)計(jì)的T形或雙T形工件。
在上述實(shí)施例中，所述毛坯模被制造成彼此分離的部件。而在一未描述的實(shí)施例中，也可能提供一種單獨(dú)支撐裝置。所述支撐裝置被再分成毛坯模區(qū)域。所述毛坯區(qū)域的尺寸基本對(duì)應(yīng)于上述分離毛坯模的那些毛坯區(qū)域。所述主要材料和所述次要材料以與所述分離毛坯模對(duì)應(yīng)的方式用于各自的毛坯模區(qū)域。在壓粘所述毛坯模區(qū)域以形成所述工件毛坯之前，將所述支撐裝置沿著所述毛坯模區(qū)域的邊界線折疊或斷裂。
圖13示出A380.寬體飛機(jī)垂直尾翼的單殼內(nèi)部立體圖，多個(gè)縱梁10'設(shè)置于所述單殼l'內(nèi)，所述縱梁平行延伸于所述飛機(jī)豎直軸方向Z并且每個(gè)所述縱梁由塑性纖維復(fù)合部件形成。所述縱梁IOM吏外殼2'變硬，所述外殼2'與所述縱梁l(T在其全長(zhǎng)相連。在現(xiàn)代塑性纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)中，所示單殼F的所述縱梁10'以及所述外殼2'特別使用碳纖維制成。形成所述縱梁的所述塑性纖維復(fù)合部件為具有T形橫截面的細(xì)長(zhǎng)輪廓形式，并具有沿其長(zhǎng)度改變的橫截面輪廓。所述輪廓事實(shí)上可制成任何希望的橫截面形狀，例如首先為H形橫截面，為制成兩個(gè)形狀的部件，每個(gè)部件具有T形的橫截面或者類(lèi)似的形狀，將所述H形橫截面沿其長(zhǎng)度切開(kāi)。
圖13示出四個(gè)區(qū)域I至IV，所述區(qū)域?qū)?yīng)于所述縱梁輪廓漸增的橫截面厚度。所述塑性纖維復(fù)合部件l(K在區(qū)域I中最薄，具有沿所述復(fù)合部件1'的全長(zhǎng)延伸的基本輪廓所形成的厚度。所述橫截面厚度藉由第一加強(qiáng)件從區(qū)域II開(kāi)始增加，所述第一加強(qiáng)件在區(qū)域II至IV之間延伸。第二加強(qiáng)
件在區(qū)域in加入，并僅在區(qū)域in至iv之間延伸。最后，由于有第三加
強(qiáng)層，所述復(fù)合部件10'在區(qū)域IV最厚。因此，形成所述縱梁10'的所述
塑性纖維復(fù)合部件的橫截面與曲線荷載相稱(chēng)，當(dāng)所述垂直尾翼的范圍增加時(shí)，所述曲線荷載在所述飛機(jī)豎直軸方向z減小。
圖16a示出拉擠成型裝置100的示意圖，所述拉擠成型裝置本身在現(xiàn)有技術(shù)已知，并以輪廓形式用于制造塑性纖維復(fù)合部件10'、 20'。要處理的所述材料層以預(yù)浸漬材料儲(chǔ)存，巻到巻筒110上作為預(yù)制纖維織物，其與預(yù)成型裝置120相連，并在壓力和熱量作用下，用沖壓工具130而彼此壓粘。熱處理在隧道式烤爐140內(nèi)進(jìn)行，所述隧道式烤爐緊隨所述沖壓工具，以使所述纖維復(fù)合材料完全凝固。所述預(yù)制纖維織物通過(guò)牽引裝置150被拉出隧道式烤爐140。在切割裝置160中，所述輪廓被切割成希望的長(zhǎng)度。
如圖16b所示的各個(gè)階段，所述希望的輪廓在所述預(yù)成型裝置120中通過(guò)連續(xù)的將所述預(yù)制纖維織物從條帶造型改變形成為最后希望的形狀，所述條帶是從所述巻筒110伸出。而后，如圖16c所示，在壓力和熱量作用下，將所述預(yù)制纖維織物在后面的沖壓工具130中彼此壓粘以形成希望的輪廓形狀。舉例來(lái)說(shuō)，如圖所示，在此過(guò)程中制造具有H形輪廓的橫截面，此H形輪廓的橫截面可被直接使用，或者可沿其長(zhǎng)度進(jìn)行切割以制成兩個(gè)輪廓部件，每一個(gè)具有T形橫截面。
圖14和圖15示出塑性纖維復(fù)合部件10' 、 20'的兩個(gè)不同典型實(shí)施例的橫截面圖，使用所述拉擠成型方法，所述部件已被制成具有沿長(zhǎng)度方向改變橫截面的輪廓。這些部件每個(gè)具有基本輪廓，所述基本輪廓由一個(gè)或
在典型實(shí)施例中有代表性的多個(gè)材料層ll'、 21',所述材料層ll'、 21'在
其長(zhǎng)度上連續(xù)。
所述橫截面在任何情況下都由一個(gè)或者在典型實(shí)施例中示出的同樣的
多個(gè)另外材料層14'、 25'、 26'制成，所述橫截面在其長(zhǎng)度上改變，所述另外的材料層14'、 25'、 26'用于所述基本輪廓并且與其相連。這些材料層具有僅占據(jù)所述輪廓總長(zhǎng)度的一部分的長(zhǎng)度，以便產(chǎn)生希望的在長(zhǎng)度上變化的橫截面。
這些另外材料層14'、 24'、 25'與其各自的補(bǔ)充層14a'、 24a'、 25a'一起用于形成所述基本輪廓的所述連續(xù)材料層11\ 21'以形成在所述輪廓的長(zhǎng)度上相同的橫截面，所述補(bǔ)充層14a'、 24a'、 25a'首先補(bǔ)充橫截面，即補(bǔ)充最終希望的效果并且在長(zhǎng)度上變化的所述橫截面，這使得所述輪廓的部分長(zhǎng)度不被所述另外材料層14'、 24'、 25'占據(jù)。這使得使用拉擠成型方法以及傳統(tǒng)的拉擠成型方法制造在其長(zhǎng)度上具有相同橫截面的半成品成為可能。
分離層5(T設(shè)置于所述補(bǔ)充層14a' 、24a' 、25a'和所述連續(xù)材料層ir 、2r之間，所述連續(xù)材料層位于底部并形成所述基本輪廓，所述另外材料層14'、 24'、 25'形成在其長(zhǎng)度上變化的橫截面，當(dāng)所述補(bǔ)充層14a'、 24a'、25a'位于所述另外材料層14'、 24'、 25'上方時(shí)，雖然并不想要所述補(bǔ)充層以具有沿長(zhǎng)度方向改變橫截面的輪廓的所迷塑性纖維復(fù)合部件10'、 2(T的
形式作為最終產(chǎn)品的部件，但所述補(bǔ)充層14a'、 24a'、 25a'確保在所述拉擠成型過(guò)程中橫截面相同，而且能夠在所述壓粘過(guò)程和凝固以后的合適時(shí)間將所述補(bǔ)充層14a'、 24a'、 25a'移除。圖14示出移除所述補(bǔ)充層14a'后所述纖維復(fù)合部件10'的;f黃截面示意圖。
在圖14和圖15中示出的優(yōu)選實(shí)施例示出了多個(gè)另外材料層14'、24'、25'，所述另外材料層14'、 24'、 25'形成了在長(zhǎng)度上改變的橫截面，并且所述另外材料層14'、 24'、 25'以相應(yīng)的補(bǔ)充層14a'、 24a'、 25a'在各自的鄰接點(diǎn)14b'、 24b'、 25b'彼此鄰接。這些鄰接點(diǎn)14b'、 24b'、 25b'在長(zhǎng)度方向上彼此相對(duì)偏移，從而形成了所希望的階梯形橫截面。在這種情況下，形成所述變化橫截面的所述另外材料層14'、 24'、 25'的各重疊區(qū)域以及各鄰接單獨(dú)層的各緊隨補(bǔ)充層14a'、 24a'、 25a'的各重疊區(qū)域在臨界點(diǎn)間制成。為了允許所述補(bǔ)充層14a'、 24a'、 25a'隨后移除，分離層50'也可設(shè)置于這些重疊區(qū)域的每一個(gè)中。
在圖14示出的典型實(shí)施例中，所述連續(xù)材料層11'設(shè)置于所述輪廓的一側(cè)，且將被移除的所述補(bǔ)充層14aM立于所述輪廓的另一側(cè)。另一方面，在圖15示出的典型實(shí)施例中，所述復(fù)合部件20^皮設(shè)計(jì)成相對(duì)于其縱軸對(duì)稱(chēng)，所 述連續(xù)材料層2r位于中心，另外材料層24'設(shè)置于所述輪廓的一側(cè)，而另 外材料層25'位于所述輪廓的另一側(cè)，且在任何情況下，在所述連續(xù)材料層 21'的兩側(cè)，這些材料層都分別由相應(yīng)得補(bǔ)充層24a'、 25a'補(bǔ)充。因此，所 述可移除的補(bǔ)充層24a\ 25a'設(shè)置于兩側(cè)，且所述復(fù)合部件20'的輪廓沿 其長(zhǎng)度在兩側(cè)變化。
按照?qǐng)D14a和圖15示出的典型實(shí)施例，所述補(bǔ)充層14a'、 24a'、 25a' 由纖維材料的單獨(dú)層形成，所述纖維材料可與所述連續(xù)層ll'、 21'的纖維 材料相同，或者可為不同的纖維材料。既可以設(shè)置分離層50'于所述補(bǔ)充層 14a'、 24a'、 25a'的每個(gè)單獨(dú)層之間，如圖14a所示，又可在所述補(bǔ)充層 24a'、 25a'的單獨(dú)層之間不設(shè)置分離層，如圖15所示，這使得所述補(bǔ)充層 24a'、 25a'在壓粘步驟后形成獨(dú)立的、另外的塑性纖維復(fù)合材料。 一旦該 纖維復(fù)合材料被移除，其可作為犧牲層而丟棄。
對(duì)于所有的典型實(shí)施例，所述分離層50'可設(shè)置成抗粘粉末 (anti-adhesion powder)的形式或分離薄膜的形式，如果需要，還可設(shè)置 成其他合適的一些形式。
所述連續(xù)層11'、 21'可以預(yù)制纖維織物巻至一個(gè)或更多巻筒上的形式 儲(chǔ)存，并可提供到制造所述復(fù)合部件10'、 20'的過(guò)程中。欲形成在所述輪 廓的長(zhǎng)度上改變的橫截面的所述另外材料層14'、 24'、 25'以及補(bǔ)充它們的 所述補(bǔ)充層14a\ 24a'、 25a'可同樣以預(yù)制纖維織物巻至一個(gè)或更多巻筒 上的形式儲(chǔ)存，并可提供到所述過(guò)程中。這樣一來(lái)，一方面是所述另外材料 層14'、 24'、 25'，另一方面是補(bǔ)充它們的所述補(bǔ)充層14a\ 24a'、 25a、每 層可由不同的巻筒提供。這樣一來(lái)，能夠確保位于相鄰補(bǔ)充層之間的所述 鄰接點(diǎn)14b'、 24b'、 25bM皮此間正確定位。
另一方面，形成改變的橫截面的所述另外材料層14'、 24'、 25'以及補(bǔ) 充它們的所述補(bǔ)充層14a'、 24a'、 25a'可以預(yù)制纖維織物的形式巻在一 起，在巻筒上具有相同的橫截面，并可以用于所述方法。此外，還可以將 至少一個(gè)所述連續(xù)層ir、 21'也設(shè)置成與這些層一起巻于巻筒上以形成具 有相同橫截面的預(yù)制纖維織物。對(duì)于橫截面厚度不是非常大的輪廓的情 況，所有層，即所述連續(xù)層ir、 21'、在其長(zhǎng)度上形成改變的橫截面的所 述另外材料層14'、 24'、 25'以及補(bǔ)充它們的所述補(bǔ)充層14a'、 2h'、 以在單獨(dú)巻筒上具有相同橫截面的預(yù)制纖維織物形式巻在一起也是可能 的。
所述預(yù)制纖維織物還可包含支撐薄膜，所述支撐薄膜支撐各層。當(dāng)這 些由不同巻筒提供的多樣的層被一起拉出時(shí)，像這樣的支撐薄膜通常與這 些多樣的層分離，并從所述過(guò)程移除。
18如果分離薄膜用作所述單獨(dú)分離層，其可能是預(yù)制纖維織物的部件，或被分離設(shè)置，在這種情況下，通常也巻在巻筒上。
如圖14c所示，還可將補(bǔ)充部件形式的單獨(dú)補(bǔ)充層40'用作在其長(zhǎng)度上改變的橫截面。舉例來(lái)說(shuō)，這可由金屬或彈性材料構(gòu)成。其在所述過(guò)程中以與上述單獨(dú)層同樣的方式使用以補(bǔ)充由于所述另外層14a'、 24a'、 25a'而在其長(zhǎng)度上改變的所述橫截面，以形成在其長(zhǎng)度上相同的橫截面。像這樣的部件40'可為再利用的在制造過(guò)程中令人佩服的"樣本層"，所述"樣本層，，而后被移除、清潔和再利用，也可為在所述過(guò)程后丟棄或以合適的方式再循環(huán)利用的部件。所述部件40'可在所述凝固工具的前面短暫用于制造過(guò)程，特別是如果其為硬質(zhì)"樣本層"的形式時(shí)。
具有在其長(zhǎng)度上改變的橫截面的所述塑性纖維復(fù)合部件10'、 2(K以及對(duì)其補(bǔ)充的所述補(bǔ)充層14a' 、 24a' 、 25a' 、 40'形成可以自己的方式進(jìn)行運(yùn)輸或儲(chǔ)存的半成品，直到這兩種部件分離。
按照本發(fā)明的所述塑性纖維復(fù)合部件及其制造方法，以及所述的半成品表現(xiàn)出超過(guò)使用所述拉擠成型步驟制造這類(lèi)部件的傳統(tǒng)方法的大量?jī)?yōu)點(diǎn)，尤其是相當(dāng)程度地節(jié)省了制造成本和時(shí)間，避免了對(duì)將附加加強(qiáng)層和可能的粘合薄膜用于所述基本輪廓的復(fù)雜應(yīng)用的需要，包括省略了在此情況下可能需要的現(xiàn)有處理，避免了對(duì)應(yīng)用附加加強(qiáng)層需要附加的高壓滅菌步驟，具有更好的層壓特性并因此通過(guò)獲得的所述復(fù)合部件而具有更好的機(jī)械性能，并且不需對(duì)于所述基本輪廓的效果測(cè)驗(yàn)。
在長(zhǎng)度上改變的所述橫截面還提供了拉擠成型輪廓的制造優(yōu)點(diǎn)，所述拉擠成型輪廓的重量被最優(yōu)化并且與荷載相對(duì)應(yīng)。
傳統(tǒng)的拉擠成型輪廓已經(jīng)以在其長(zhǎng)度上相同的橫截面以及相同的部件厚度而聞名。只要所述橫截面仍在長(zhǎng)度上相同，任何形式的幾何形狀(H, T,o， X， V， M， D等)都可被制造。本發(fā)明所不同的是該基本幾何形狀可以保留，并且橫截面的厚度可變化?；旧?，對(duì)所述基本幾何形狀沒(méi)有限制。
所有傳統(tǒng)材料，如CFP、 GFP、 AFP、天然纖維等，可用作所述纖維材料。
19
權(quán)利要求
1、一種由纖維復(fù)合材料構(gòu)成的工件(15)的制造方法，其具有以下步驟a)提供至少一支撐裝置(3)；b)使一種由預(yù)浸漬的纖維半成品構(gòu)成的主要材料(6)和/或一種次要材料(7)與所述至少一支撐裝置(3)相配合，以形成至少兩個(gè)毛坯模區(qū)域(1，10)；該區(qū)域的形成方式使至少一所述毛坯模區(qū)域(1，10)具有所述主要材料并且至少一所述毛坯模區(qū)域(1，10)具有所述次要材料；c)使所述至少兩個(gè)毛坯模區(qū)域(1，10)彼此擠壓以形成工件毛坯(14)，形成工件毛坯的方式使所述至少一支撐裝置(3)設(shè)置于所述工件毛坯(14)的表面；以及d)從所述工件毛坯(14)移除所述至少一支撐裝置(3)和所述次要材料(7)，以形成所述工件(15)。
2、 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于將由所述主要材料(6) 和/或所述次要材料(7)構(gòu)成的多個(gè)層用于所述支撐裝置(3)的區(qū)域(20)，以 使得由所述主要材料(6)構(gòu)成的層不被所述次要材料(7)覆蓋。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的制造方法，其特征在于使每個(gè)所述主要 材料(6)和/或所述次要材料(7)具有一厚度(21， 22， 23)，以使所述毛坯模 (1， 10)的厚度(21, 22， 23)保持均勻。
4、 如上述權(quán)利要求至少一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于所述主要 材料(6)為有機(jī)織物、針織物和/或纖維織物的形式。
5、 如權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于所述纖維織物由偶數(shù) 個(gè)層形成，在所述纖維織物的奇數(shù)單獨(dú)層內(nèi)，第一纖維(41)排列在第一方 向，在所述纖維織物的偶數(shù)單獨(dú)層內(nèi)，第二纖維(42，44)排列在第二方向，所 述第一方向排列為與所述第二方向呈30度至60度的角度。
6、 如權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于所有所述奇數(shù)單獨(dú)層 的所述纖維(41)的所述第一方向相同，且與奇數(shù)單獨(dú)層鄰接的所迷纖維 (42， 44)的所述第二方向設(shè)置為與所述第一方向彼此鏡像對(duì)稱(chēng)。
7、 如上述權(quán)利要求至少一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于所述支撐 裝置(3)為薄膜的形式。
8、 如上述權(quán)利要求至少一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于所述主要 材料(6)為具有碳纖維的材料。
9、 如上述權(quán)利要求至少一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于所述次要 材料(7)為具有玻璃纖維的半成品
10、 如上述權(quán)利要求至少一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于在壓粘 前，第一毛坯模區(qū)域(1，10)設(shè)置成平行于第二毛坯模區(qū)域(1，10)，而后這兩個(gè)毛坯模區(qū)域(l, IO)彼此壓粘。
11、 如權(quán)利要求10所述的制造方法，其特征在于所述第一毛坯模區(qū) 域(1 ， 10)和所述第二毛坯模區(qū)域(1 ， 10)以曲線形式壓粘。
12、 如權(quán)利要求ll所述的制造方法，其特征在于將所述第一毛坯模 區(qū)域(1, 10)制成具有第 一長(zhǎng)度，而將所述第二毛坯模區(qū)域(1 ， 10)制成具有 第二長(zhǎng)度，所述第一長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于所述壓粘步驟后的所述第一毛坯模區(qū)域 (1， 10)的長(zhǎng)度，所述第二長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于所述壓粘步驟后的所述第二毛坯模區(qū) 域(1，10)的長(zhǎng)度。
13、 一種由纖維復(fù)合材料構(gòu)成的工件(15)的制造設(shè)備，其具有 用于提供至少一支撐裝置(3)的補(bǔ)充裝置(31);鋪設(shè)裝置(34),其將由預(yù)浸漬纖維半成品構(gòu)成的主要材料(6)用于所述 支撐裝置(3)的至少一第一區(qū)域，并將次要材料(7)用于所述至少一支撐裝 置(3)的至少一第二區(qū)域，以形成至少兩毛坯模區(qū)域(l， 10， 52， 53);模壓裝置(37， 54)，其用于壓粘所述兩毛坯模區(qū)域(l， 10， 52， 53)以形成 工件毛坯(14);以及分離裝置(38),其用于從所述工件毛坯(14)移除所述次要材料(7)。
14、 如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于所述模壓裝置(54)具有 連續(xù)的模段(55)，所述模段成對(duì)的彼此相對(duì)設(shè)置，所述模壓裝置(54)的一 種狀態(tài)為所述模段沿預(yù)定曲線設(shè)置，其中模壓裝置(54)中能夠施力。
15、 如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于至少設(shè)置兩個(gè)進(jìn)給裝置 (50， 51),所述進(jìn)給裝置提供平行于所述模壓裝置(54)的兩個(gè)毛坯模區(qū)域 (1， 10， 52， 53)，在此情況下，由于預(yù)定曲線曲率的影響，第一進(jìn)給裝置(50) 的第一進(jìn)給速度和第二進(jìn)給裝置(51)的第二進(jìn)給速度能被調(diào)整。
16、 一種用于制造塑性纖維復(fù)合部件的方法，所述塑性纖維復(fù)合部件 具有沿長(zhǎng)度改變橫截面的輪廓，該方法使用拉擠成型步驟，在該步驟中基 本輪廓和所述變化的橫截面由一個(gè)或多個(gè)在其長(zhǎng)度上連續(xù)的材料層 (11、 21')形成，該方法還藉由一個(gè)或多個(gè)僅占據(jù)所述輪廓長(zhǎng)度的一部分的 長(zhǎng)度的另外材料層(14、 24', 250用于制造纖維材料，所述另外材料層用于 所述基本輪廓并與其相連，所述拉擠成型步驟包括供料、壓粘和凝固所述 材料層，其特征在于隨著分離層(50O的插入，形成所述復(fù)合部件(10'，20') 的變化橫截面的所述另外材料層(14', 24', 25')被用于形成所迷基本輪廓 的所述連續(xù)的材料層(lr，21')，所述另外材料層與至少一補(bǔ)充層 (14a'， 24a'， 25a'， 400—起形成相同的橫截面，所述補(bǔ)充層在所述輪廓的 長(zhǎng)度部分上補(bǔ)充沒(méi)有被所述另外材料層(14' ， 24' ， 25')占據(jù)的所述橫截面，并 且所述至少一補(bǔ)充層(14a' ， 24a', 25a' ， 40')在所迷壓粘步驟后^:移除。
17、 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于將多個(gè)所述另外材料層(14',24'，250用于所述連續(xù)的材料層(ir,210,所述另外材料層以至少 一個(gè)補(bǔ)充層(14a' ， 24a' ， 25a', 40O在各自的鄰接點(diǎn)(W , 24b' ， 25bO彼此 鄰接，所述連續(xù)的材料層形成所述基本^"廓，所述鄰接點(diǎn)(14b' ， 24b' ， 25b') 在長(zhǎng)度方向上彼此相對(duì)偏移，并且所述另外材料層(14',24'，25')與所述 至少一個(gè)補(bǔ)充層(14a', 24a' ， 25a' ，400在相鄰鄰接點(diǎn)(14b' ， 24b' ， 之 間被設(shè)置成一者在另一者之上，因此形成各自的重疊區(qū)域，在所述重疊區(qū) 域上同樣在所述另外材料層(14'，24',25')和所述補(bǔ)充層 (14a', 24a', 25a' ， 40')之間設(shè)置有分離層(500。
18、 如權(quán)利要求16或17所述的方法，其特征在于所述補(bǔ)充層 (14a' ， 24a', 25a')由纖維材料的單獨(dú)層形成。
19、 如權(quán)利要求16或17所述的方法，其特征在于所述補(bǔ)充層 (14a、 24a'， 25a'， 40O由一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)金屬層形成。
20、 如權(quán)利要求16或17所述的方法，其特征在于所述補(bǔ)充層 (14a' ， 24a', 25a' ， 4(K)由一個(gè)或多個(gè)彈性材料單獨(dú)層形成。
21、 如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于所述補(bǔ)充層 (14a'， 24a', 25aO由多個(gè)纖維材料單獨(dú)層形成，在每個(gè)單獨(dú)層之間設(shè)置有 分離層(50')。
22、 如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于所述補(bǔ)充層 (14a', 24a' ， 25a')由多個(gè)纖維材料單獨(dú)層形成，在所述單獨(dú)層之間不設(shè)置 分離層，并且在所述壓粘步驟后，所述單獨(dú)層形成另外的塑性纖維復(fù)合材 料。
23、 如權(quán)利要求21或22所述的方法，其特征在于在移除后所述補(bǔ) 充層(14a' ， 24a' ， 25a')作為犧牲層被丟棄。
24、 如權(quán)利要求16到23中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于 制造具有H形或T形橫截面的輪廓，并且所述輪廓具有在其長(zhǎng)度上變化的 橫截面。
25、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于制造具有H形橫截面的 輪廓，并且所述輪廓具有在其長(zhǎng)度上變化的橫截面，且為了制造兩輪廓件，沿 其長(zhǎng)度將所述輪廓切割，所述兩輪廓件中的每個(gè)均具有T形橫截面。
26、 如權(quán)利要求16到25中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所 述分離層(5 0O設(shè)置為抗粘粉末的形式。
27、 如權(quán)利要求16到25中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述分離層(50O設(shè)置為分離薄膜的形式。
28、 如權(quán)利要求16到27中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所 述連續(xù)的材料層(lr，2lO以預(yù)浸漬織物的形式巻于巻筒上而儲(chǔ)存并供給 所述步驟。
29、 如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于所述另外材料層 (14', 24' ， 25')和所述補(bǔ)充層(14a', 24a' ， 25a' ， 40O以預(yù)浸漬織物的形式 巻于巻筒上而儲(chǔ)存并供給所述步驟。
30、 如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述另外材料層 (14' ， 24' ， 25')和所述補(bǔ)充層(14a' ， 24a' ， 25a' ， 40')由不同的巻筒提供。
31、 如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于至少一個(gè)所述另外材料 層(IV , 24' ， 25')和至少一個(gè)所述補(bǔ)充層(14a' ， 24a' ， 25a' ， 40')儲(chǔ)存于巻 筒上并以具有相同橫截面的預(yù)制纖維織物的形式一起供給所述步驟，所述 補(bǔ)充層補(bǔ)充所述輪廓的長(zhǎng)度部分，所述輪廓不由至少一材料層占據(jù)。
32、 如權(quán)利要求31加上權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于至少 一連續(xù)的材料層(1 r ， 210以及至少一另外材料層(14' ， 24' ， 25')以及補(bǔ)充 所述長(zhǎng)度的該補(bǔ)充層(14a' ， 24a' ， 25a')儲(chǔ)存于巻筒上并以具有相同橫截面 的預(yù)制纖維織物的形式一起供給所述步驟。
33、 如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于所有層 (11', 14' ， 14a', 21', 24' ， 24a', 25', 25a')儲(chǔ)存于單獨(dú)巻筒上并以具有相同 橫截面的預(yù)制纖維織物的形式一起供給所述步驟。
34、 如權(quán)利要求28到33中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所 述預(yù)制纖維織物的層用于支撐薄膜上。
35、 使用如權(quán)利要求16至34中任一權(quán)利要求所述的方法制造的塑性纖維復(fù)合部件。
36、 用于實(shí)施如權(quán)利要求28至34中任一權(quán)利要求所述的方法的預(yù)制 纖維織物。
37、 一種用于制造塑性纖維復(fù)合部件的半成品，所述塑性纖維復(fù)合部 件具有沿長(zhǎng)度改變橫截面的輪廓，在該步驟中基本輪廓和所述變化的橫截 面由一個(gè)或多個(gè)在其長(zhǎng)度上連續(xù)的材料層(ir，21')形成，藉由一個(gè)或多個(gè) 僅占據(jù)所述輪廓長(zhǎng)度的一部分的長(zhǎng)度的另外材料層(14' ， 24' ， 250 ，被壓粘 的所述材料層使用所述拉擠成型步驟，所述另外材料層用于所述基本輪廓 并與其相連，其特征在于隨著分離層(50O的插入，形成所述復(fù)合部件(10', 20O的變化橫截面的所述另外材料層(W , 24' ， 25')被用于形成所述 基本輪廓的所述連續(xù)的材料層(1 r, 21'),所述另外材料層與至少一補(bǔ)充層(14a' ， 24a', 25a、 40。 一起形成相同的橫截面,所述補(bǔ)充層在所述輪廓不 被所述另外材料層(14',24'，25')占據(jù)的長(zhǎng)度部分上補(bǔ)充所述橫截面，并且 至少一補(bǔ)充層(14a', 24a', 25a' ， 40')在所述壓粘步驟后被移除。
38、 如權(quán)利要求37所述的半成品，其特征在于將多個(gè)另外材料層 (14' ， 24', 250用于所述連續(xù)的材料層(ll' ， 210 ，所述另外材料層以至少 一個(gè)補(bǔ)充層(14a', 24a', 25a、 400在各自的鄰接點(diǎn)(14b' ， 24b', 25bO彼此鄰接，所述連續(xù)的材料層形成所述基本輪廓，所述鄰接點(diǎn)(14b' ， , 25b') 在長(zhǎng)度方向上彼此相對(duì)偏移，并且所述另外材料層(14' ， 24' ， 25')與所迷至 少一個(gè)補(bǔ)充層(14a', 24a', 25aO在相鄰鄰接點(diǎn)(14b' ， 24b' ， 25bO之間被設(shè) 置成一者在另一者之上，因此形成各自的重疊區(qū)域，在所述重疊區(qū)域上同 樣在所述另外材料層(14' ， 24', 250和所述補(bǔ)充層(14a' ， 24a' ， 25a' ， 40') 之間設(shè)置有分離層(50')。
39、 如權(quán)利要求37或38所述的半成品，其特征在于所述補(bǔ)充層 (14a' ， 24a' ， 25a')由纖維材料單獨(dú)層形成。
40、 如權(quán)利要求37或38所述的半成品，其特征在于所述補(bǔ)充層 (14a' ， 24a', 25a' ， 40')由一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)金屬層形成。
41、 如權(quán)利要求37或38所述的半成品，其特征在于所述補(bǔ)充層 (14a' ， 24a' ， 25a' ， 40O由一個(gè)或多個(gè)彈性材料單獨(dú)層形成。
42、 如權(quán)利要求39所述的半成品，其特征在于所述補(bǔ)充層 (14a' ， 24a' ， 25a')由多個(gè)纖維材料單獨(dú)層形成，在每個(gè)所述單獨(dú)層之間設(shè) 置有分離層(50)。
43、 如權(quán)利要求39所述的半成品，其特征在于所述補(bǔ)充層 (14a', 24a', 25aO由多個(gè)纖維材料單獨(dú)層形成，在所述單獨(dú)層之間不設(shè)置 分離層，并且在所述壓粘步驟后，所述單獨(dú)層形成另外的塑性纖維復(fù)合材料。
44、 如權(quán)利要求42或43所述的半成品，其特征在于在移除后所述 補(bǔ)充層(14a', 24a', 25a')作為犧牲層被丟棄。
45、 如權(quán)利要求27到44中任一權(quán)利要求所述的半成品，其特征在于制 造具有H形或T形橫截面的輪廓，并且所述輪廓具有在其長(zhǎng)度上變化的橫 截面。
46、 如權(quán)利要求45所述的半成品，其特征在于制造具有H形橫截面 的輪廓，并且所述輪廓具有在其長(zhǎng)度上變化的橫截面，且為了制造兩輪廓 件，沿其長(zhǎng)度將所述輪廓切割，所述兩輪廓件中的每個(gè)具有T形橫截面。
47、 如權(quán)利要求37到46中任一權(quán)利要求所述的半成品，其特征在于所 述分離層(5 0)設(shè)置為抗粘粉末的形式。
48、 如權(quán)利要求37到46中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所 述分離層(50O設(shè)置為分離薄膜的形式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由纖維復(fù)合材料構(gòu)成的工件15的制造方法，具有以下步驟提供至少一支撐裝置3。使一種由預(yù)浸漬的纖維半成品構(gòu)成的主要材料6和/或一種次要材料7用于至少一支撐裝置3，以形成至少兩個(gè)毛坯模區(qū)域1，10，該區(qū)域的形成方式使至少兩個(gè)所述毛坯模區(qū)域1，10中的至少一個(gè)具有所述主要材料并且至少一所述毛坯模區(qū)域1，10具有所述次要材料。使所述至少毛坯模區(qū)域1，10以一種方式彼此擠壓以形成工件毛坯14，以使所述至少一支撐裝置3設(shè)置于所述工件毛坯14的表面。從所述工件毛坯14移除所述至少一支撐裝置3和所述次要材料7，以形成所述工件15。
文檔編號(hào)B29C70/52GK101505947SQ200780030555
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2007年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月17日
發(fā)明者克里斯蒂安·尼斯徹, 卡烏克·蘭格斯費(fèi)爾德, 漢斯·馬夸特, 皮德·桑德, 邁克爾·班徹斯候德 申請(qǐng)人:空中客車(chē)德國(guó)有限公司