制造型材件的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及由多層疊加的預(yù)浸漬纖維，即所謂的預(yù)浸料，制造型材件，尤其是梯形、Ω形、半圓形(高斯波形)或者帽形型材件的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]這種“預(yù)浸料”包括用熱塑性樹脂或者熱固化性樹脂浸漬的纖維，另外也包括多層所含纖維由碳、玻璃、芳綸或者類似材料組成的樹脂。
[0003]型材件，尤其是用碳纖維增強(qiáng)材料制成的型材件，在飛機(jī)產(chǎn)品中被使用。為了制造這種型材件，已知的方法是將從多層疊加的預(yù)浸漬纖維預(yù)切割出的元件，通常在經(jīng)過預(yù)加熱后，放入到模具中，并且將該元件壓入到模具型腔以形成具有所需橫截面的成型元件。等用來浸漬纖維的熱固化性樹脂或者熱塑性樹脂固化，將元件與模具脫離以后，成型元件就可以使用了。然而這種不連續(xù)的制造過程耗費(fèi)時間，另外，所生產(chǎn)的型材件可能有點(diǎn)缺陷。原因是疊加的各層，其垂直于疊加材料縱向方向的長度完全相同，并且當(dāng)材料變形的時候，它們需要相對彼此滑動。然而，在許多情形中卻是模具的邊緣以及模具件在這些邊緣區(qū)域與疊加材料的接合阻止了這種滑動，這樣就在所述材料中產(chǎn)生折皺，使材料質(zhì)量下降。
[0004]在2013年5月21日提出的申請?zhí)枮?3168504.2的現(xiàn)有歐洲專利申請(專利權(quán)人:Airbus Operat1ns Gmbh)中，描述了用多層疊加的預(yù)浸漬纖維連續(xù)生產(chǎn)基本上Ω形的型材件的方法，其中在該生產(chǎn)過程的開始階段，先生產(chǎn)疊加材料，然后送這些連續(xù)的疊加材料經(jīng)過多個加工位，比如加熱工位、預(yù)成型工位、再加熱工位，接著經(jīng)過成型站。該成型站包括輪子，在該輪子的外圓周具有模具槽，該成型站還進(jìn)一步包括多個緊鄰輪子布置的成型件，目的是將預(yù)成型的疊加材料部件一個接一個地壓入到模具槽。在成型過程的最后，按照設(shè)定的長度切割成型材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)制造所需類型型材件的方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，通過由數(shù)組輸送帶以饋送速度朝著饋送方向移動多層預(yù)浸漬纖維疊加材料，優(yōu)選碳纖維，所述輸送帶與疊加材料側(cè)邊緣部分的上下表面貼合，并且將所述邊緣部分保持在起始平面，同時所述數(shù)組輸送帶設(shè)置成與相對的邊緣部分貼合的輸送帶之間的距離朝著饋送方向減少，以及通過在相對于起始平面朝著饋送方向向上傾斜的斜坡上移動所述疊加材料的中間部分，可以實(shí)現(xiàn)該目的。
[0007]在該方法中，連續(xù)疊加材料或者是從供應(yīng)輪上直接扯下來的成品，或者是在生產(chǎn)過程的開始階段先由單獨(dú)的一層層材料生產(chǎn)而成，該疊加材料在成型步驟開始之前可以進(jìn)行預(yù)加熱，通過在向上傾斜的斜坡上移動疊加材料的中間部分，該疊加材料逐漸變形，同時該疊加材料的邊緣部分保持在起始平面并且通過數(shù)組輸送帶朝著饋送方向移動。優(yōu)選地，斜坡傾斜的平均角度達(dá)到大約10°。因此疊加材料可以逐漸變形，并且數(shù)組輸送帶之間的夾緊力的大小足夠滿足疊加材料朝著饋送方向移動經(jīng)過斜坡，但不會阻止疊加材料變形過程中各層相對于彼此的滑動，從而避免了上文所提到的折皺。
[0008]優(yōu)選地，斜坡由中央輸送帶形成，所述中央輸送帶的帶子以饋送速度移動，這樣該輸送帶協(xié)助疊加材料的饋送。
[0009]為了確保疊加材料的中間部分能夠形成為平壁部分，可以通過布置與中間部分上表面貼合的空轉(zhuǎn)輥或者輸送帶來保持中間部分與斜坡的貼合。另外，真空可以施加到所述中間部分的下側(cè)以協(xié)助保持疊加材料與斜坡之間所述的貼合。
[0010]在離開所述斜坡后，將包括了成型側(cè)壁的所述中間部分放置在支撐部件上，也可以就直接將其切割成一定的長度。
[0011]一種實(shí)施本發(fā)明方法的裝置，包括兩組輸送帶，每組輸送帶包括兩條協(xié)作輸送帶，每條協(xié)作輸送帶具有平行于起始平面的帶協(xié)作部分，其中所述兩組輸送帶彼此分開，通過與疊加材料的側(cè)邊緣部分的貼合，共同使疊加材料朝著饋送方向向前移動，同時所述兩組輸送帶之間的距離朝著饋送方向減少，所述裝置還包括位于所述兩組傳輸帶之間且朝著饋送方向向上傾斜的斜坡。優(yōu)選地，所述斜坡由輸送帶形成，所述輸送帶具有朝著饋送方向移動的上帶部分。
[0012]在成型過程中，為了支撐和引導(dǎo)所生成的材料傾斜壁，傾斜的側(cè)引導(dǎo)表面從所述斜坡的側(cè)端在向著兩組輸送帶的帶協(xié)作部分內(nèi)緣方向延伸。
[0013]為了保持疊加材料的中間部分與斜坡貼合，在該斜坡上可以設(shè)置空轉(zhuǎn)滾輪或者輸送帶與疊加材料中間部分的上表面貼合。
[0014]通過在斜坡區(qū)域內(nèi)將真空施加到所述材料的中間部分，可以進(jìn)一步協(xié)助中間部分與斜坡保持貼合。
[0015]在斜坡后面可以設(shè)置支撐所形成的型材的支撐芯棒。進(jìn)一步地，橫切成型材料的切割裝置可以位于斜坡上端的后面。
[0016]接下來，結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)地解釋，這些附圖對于裝置的工作部件進(jìn)行了概括性地顯示，其中不同的附圖之間未必是按照比例進(jìn)行顯示的，而且為了幫助對本發(fā)明的理解，不同的附圖僅顯示了不同部分的部件而沒有公開整個機(jī)器所有這些部件的裝配情況。
【附圖說明】
[0017]圖1為根據(jù)本發(fā)明所生產(chǎn)的型材件橫截面視圖的形狀。
[0018]圖2為將要進(jìn)行變形的疊加材料送進(jìn)本發(fā)明裝置的兩側(cè)的輸送帶組和中央輸送帶時的示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明裝置的輸送帶與其它部件一起的示意側(cè)視圖
[0020]圖4a為保持在側(cè)置成套輸送帶之間要進(jìn)行變形的疊加材料仍然是平面時的示意圖
[0021]圖4b為圖4a的疊加材料由兩側(cè)輸送帶組進(jìn)行輸送并且通過向上傾斜的斜坡產(chǎn)生部分變形時的示意圖
[0022]圖4c為圖4b的疊加材料在斜坡更上面位置時的視圖
[0023]圖5為由輸送帶形成的向上傾斜的斜坡橫截面示意圖
[0024]圖6為圖5構(gòu)造的橫截面視圖
【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1示出的是，根據(jù)本發(fā)明制造的型材件1的橫截面。如圖所示，型材件包括平坦底部2和側(cè)壁3、4，凸緣5、6從所述側(cè)壁向外延伸并且位于同一個平面。在橫截面中，型材略微不對稱，因為側(cè)壁3比側(cè)壁4相對于凸緣5、6更加傾斜，例如側(cè)壁3可以相對于凸緣5傾斜95°到110°。底部2與側(cè)壁3以及側(cè)壁4所形成的邊緣都可以具有3mm到7mm的微小曲率半徑。
[0026]應(yīng)該注意到，根據(jù)本發(fā)明，能夠成型不同形狀的型材，例如如圖1中所示的橫截面相似但對稱的型材。在這兩種情形中，通過切割凸緣5、6，基本上Ω形的型材件可以轉(zhuǎn)換成梯形的型材件