本公開內(nèi)容一般涉及由復(fù)合材料制成的構(gòu)件，更具體地涉及復(fù)合夾層板。

背景技術(shù)：

復(fù)合材料諸如復(fù)合板被用于多種應(yīng)用中。在一個(gè)應(yīng)用中，復(fù)合板被用于交通工具諸如飛機(jī)的各種結(jié)構(gòu)。期望地，復(fù)合板具有高彎曲剛度和抗剪力性。然而，傳統(tǒng)的非夾層復(fù)合板不能提供彎曲剛度和抗剪力性兩者的可接受的水平，而又不過度地增加板的重量和厚度。例如，優(yōu)化彎曲剛度的常規(guī)復(fù)合板可能未充分利用復(fù)合板內(nèi)所有層的能力，其導(dǎo)致重的板。然而，復(fù)合板的高彎曲剛度已經(jīng)通過添加由不同材料或不同地配置的材料制成的高剪切能力、低密度的芯層實(shí)現(xiàn)，以形成具有高彎曲剛度的輕質(zhì)夾層復(fù)合板。不管夾層復(fù)合板設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)如何，與非夾層復(fù)合板設(shè)計(jì)相比，添加另外的芯層導(dǎo)致成本和復(fù)雜性增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)的主題提供復(fù)合夾層板的實(shí)施方式，及相關(guān)方法和裝置，其克服了上面討論的現(xiàn)有技術(shù)復(fù)合板的缺點(diǎn)。響應(yīng)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，并特別地響應(yīng)常規(guī)復(fù)合板——包括復(fù)合夾層板——的缺點(diǎn)，已經(jīng)開發(fā)了本申請(qǐng)的主題。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，復(fù)合夾層板包括具有完全固結(jié)共混的第一纖維和第一熱塑性基質(zhì)的第一面部分。復(fù)合夾層板還包括具有完全固結(jié)共混的第二纖維和第二熱塑性基質(zhì)的第二面部分。額外地，復(fù)合夾層板包括具有部分固結(jié)共混的第三纖維和第三熱塑性基質(zhì)的至少一個(gè)芯部分。該至少一個(gè)芯部分被插入第一面部分和第二面部分之間。第一熱塑性基質(zhì)與第三熱塑性基質(zhì)融合，并且第二熱塑性基質(zhì)與第三熱塑性基質(zhì)融合。跨越復(fù)合板的厚度的纖維密度是不均勻的。

在復(fù)合夾層板的一些實(shí)施中，跨越復(fù)合夾層板的厚度的纖維密度的變化率是恒定的。

根據(jù)復(fù)合夾層板的一些實(shí)施，第一纖維、第二纖維和第三纖維是無規(guī)取向的。

在復(fù)合夾層板的某些實(shí)施中，第一纖維、第二纖維和第三纖維包括碳纖維，并且第一熱塑性基質(zhì)、第二熱塑性基質(zhì)和第三熱塑性基質(zhì)包括聚苯硫醚。

在復(fù)合夾層板的仍一些實(shí)施中，第一纖維和第二纖維由與第三纖維不同的材料制成。第一熱塑性基質(zhì)和第二熱塑性基質(zhì)可以由與第三熱塑性基質(zhì)不同的材料制成。

根據(jù)復(fù)合夾層板的一些實(shí)施，至少一個(gè)芯部分包括多個(gè)芯部分，各自具有相同的固結(jié)百分比。在其它實(shí)施中，至少一個(gè)芯部分包括多個(gè)芯部分，各自具有不同的固結(jié)百分比。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，制造復(fù)合夾層板的第一方法包括將至少一個(gè)片芯(core sheet)放置在第一面板和第二面板之間以形成堆疊。第一面板包括完全固結(jié)共混的第一纖維和第一熱塑性纖絲。第二面板包括完全固結(jié)共混的第二纖維和第二熱塑性纖絲。至少一個(gè)片芯包括部分固結(jié)共混的第三纖維和第三熱塑性纖絲。第一方法還包括壓縮堆疊。額外地，第一方法包括加熱堆疊，同時(shí)將堆疊按壓在一起。

根據(jù)第一方法的一些實(shí)施，至少一個(gè)片芯具有第一固結(jié)百分比?？梢詨嚎s和加熱堆疊直到至少一個(gè)片芯具有高于第一固結(jié)百分比的第二固結(jié)百分比。

在第一方法的某些實(shí)施中，加熱堆疊包括將第一熱塑性纖維、第二熱塑性纖絲和第三熱塑性纖絲分別熔化為第一熱塑性基質(zhì)、第二熱塑性基質(zhì)和第三熱塑性基質(zhì)。加熱堆疊還包括融合第一熱塑性基質(zhì)和第三熱塑性基質(zhì)，和融合第二熱塑性基質(zhì)和第三熱塑性基質(zhì)。

在第一方法的仍一些實(shí)施中，至少一個(gè)片芯包括多個(gè)片芯，各自具有固結(jié)百分比。多個(gè)片芯的固結(jié)百分比可以是相同的或不同的。

根據(jù)第一方法的某些實(shí)施，跨越第一面板、第二面板和至少一個(gè)片芯中每個(gè)的厚度的纖維密度是均勻的。

在第一方法的仍某些實(shí)施中，第一熱塑性纖絲和第二熱塑性纖絲由與第三熱塑性纖絲不同的材料制成。

在第一方法的一些實(shí)施中，第一熱塑性纖絲和第二熱塑性纖絲分別具有第一熔化溫度和第二熔化溫度。第三熱塑性纖絲具有第三熔化溫度。第三熔化溫度小于第一熔化溫度和第二熔化溫度中每個(gè)。加熱堆疊包括加熱第一熱塑性纖絲、第二熱塑性纖絲和第三熱塑性纖絲至至少第一熔化溫度和第二熔化溫度的溫度。壓縮堆疊包括壓縮堆疊直到至少一個(gè)片芯變成完全固結(jié)的并且堆疊變成完全固結(jié)的板。在加熱第一熱塑性纖絲、第二熱塑性纖絲和第三熱塑性纖絲至至少第一熔化溫度和第二熔化溫度的溫度和壓縮堆疊直到至少一個(gè)片芯變成完全固結(jié)的并且堆疊變成完全固結(jié)的板之后，第一方法進(jìn)一步包括降低完全固結(jié)的板的溫度至第三熔化溫度以下的溫度。在降低完全固結(jié)的板的溫度至第三熔化溫度以下的溫度之后，第一方法額外地包括釋放完全固結(jié)的板上的壓力，同時(shí)重新加熱完全固結(jié)的板至至少第三熔化溫度并在第一熔化溫度和第二熔化溫度以下的溫度。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式，制造復(fù)合夾層板的第二方法包括提供包括共混的纖維和熱塑性纖絲的至少一個(gè)片。第二方法還包括加熱至少一個(gè)片以熔化熱塑性纖絲并形成完全固結(jié)的板。額外地，第二方法包括冷卻完全固結(jié)的板。在冷卻完全固結(jié)的板之后，第二方法包括從完全固結(jié)的板的第一表面重新加熱完全固結(jié)的板，以引起跨越完全固結(jié)的板的厚度的第一溫度梯度。第二方法進(jìn)一步包括不均勻地松解(lofting)完全固結(jié)的板，以引起跨越完全固結(jié)的板的厚度的與第一溫度梯度成比例的第一密度梯度，以形成密度梯度復(fù)合板。

在第二方法的一些實(shí)施中，密度梯度復(fù)合板包括第一密度梯度復(fù)合板。第二方法可以進(jìn)一步包括形成第二密度梯度復(fù)合板。再者，第二方法可以包括將第一密度梯度復(fù)合板結(jié)合至第二密度梯度復(fù)合板，以形成組合的密度梯度復(fù)合板，其具有跨越該組合的密度梯度復(fù)合板的厚度對(duì)稱的密度梯度。

根據(jù)一些實(shí)施，第二方法額外地包括在冷卻完全固結(jié)的板之后，從與第一表面相對(duì)的完全固結(jié)的板的第二表面重新加熱完全固結(jié)的板，以引起跨越完全固結(jié)的板的厚度的第二溫度梯度。再者，第二方法包括不均勻地松解完全固結(jié)的板，以引起跨越完全固結(jié)的板的厚度的與第二溫度梯度成比例的第二密度梯度。第一密度梯度可以與第二密度梯度對(duì)稱。

在仍另一個(gè)實(shí)施方式中，復(fù)合夾層板包括第一面部分、第二面部分、和插入在第一面部分和第二面部分之間的芯部分。芯部分包括在熱塑性基質(zhì)中的增強(qiáng)纖維。跨越芯部分的厚度的增強(qiáng)纖維的密度是不均勻的。在一些實(shí)施中，芯部分還包括發(fā)泡劑。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式和/或?qū)嵤┲校竟_主題的描述的特征、結(jié)構(gòu)、優(yōu)點(diǎn)、和/或特性可以以任意適合的方式組合。在下面的描述中，提供眾多具體的細(xì)節(jié)以給出本公開主題的實(shí)施方式的詳盡理解。相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到可以實(shí)踐本公開主題，而不需要特定實(shí)施方式或?qū)嵤┑木唧w的特征、細(xì)節(jié)、構(gòu)件、材料和/或方法中的一種或多種。在其它情況下，在某些實(shí)施方式和/或?qū)嵤┲锌梢哉J(rèn)識(shí)額外的特征和優(yōu)點(diǎn)，其可以不存在于所有實(shí)施方式或?qū)嵤┲?。進(jìn)一步地，在一些情況下，沒有詳細(xì)示出或描述熟知的結(jié)構(gòu)、材料、或操作，以避免混淆本公開主題的方面。根據(jù)下面的描述和所附權(quán)利要求，本公開主題的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更充分清楚，或者通過如下文中所提出主題的實(shí)踐，可以了解本公開主題的特征和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

為了可以更容易地理解主題的優(yōu)點(diǎn)，通過參考在附圖中圖解的具體實(shí)施方式，將提供上面簡要描述的主題的更具體描述。理解的是，這些附圖僅描繪主題的典型實(shí)施方式，因此，它們不被理解為限制其范圍。通過使用附圖，將利用額外的特征和細(xì)節(jié)描述和解釋主題，其中：

圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的片堆疊的透視圖，每個(gè)片具有共混的纖維和熱塑性纖絲；

圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的由圖1的堆疊形成的復(fù)合板的透視圖；

圖3是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式的片堆疊的透視圖，每個(gè)片具有共混的纖維和熱塑性纖絲；

圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的由圖3的堆疊形成的復(fù)合板的透視圖；

圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的復(fù)合板的透視圖；

圖6是根據(jù)仍另一個(gè)實(shí)施方式的復(fù)合板的透視圖；

圖7是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的共混的纖維和熱塑性纖絲的片的側(cè)視圖；

圖8是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的由圖7的片形成的復(fù)合板的側(cè)視圖；

圖9是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的用于制造第一復(fù)合板的系統(tǒng)；

圖10是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的用于制造第二復(fù)合板的系統(tǒng)；

圖11是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的用于制造第三復(fù)合板的系統(tǒng)；

圖12是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的用于制造第四復(fù)合板的系統(tǒng)；

圖13是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的制造復(fù)合板的方法的示意性流程圖；

圖14是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式的制造復(fù)合板的方法的示意性流程圖；和

圖15是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式的制造復(fù)合板的方法的示意性流程圖。

具體實(shí)施方式

貫穿該說明書，提及“一個(gè)實(shí)施方式”、“實(shí)施方式”或類似語言表示與實(shí)施方式有關(guān)描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本公開內(nèi)容的至少一個(gè)實(shí)施方式中。貫穿該說明書，短語“在一個(gè)實(shí)施方式中”、“在實(shí)施方式中”和類似語言的出現(xiàn)可以但非必須全部指相同的實(shí)施方式。相似地，術(shù)語“實(shí)施”的使用表示具有與本公開內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式有關(guān)描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或特性的實(shí)施，然而，如果沒有其它指示的相關(guān)表達(dá)，實(shí)施可以與一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式相關(guān)聯(lián)。

參考圖1并且根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，顯示了平的片的堆疊10。片包括第一面板12、第二面板14和多個(gè)片芯16。片被相對(duì)彼此堆疊，使得片芯16被分別插入第一面板12和第二面板14之間。在圖解的實(shí)施方式中，堆疊10的片依次放置在另一個(gè)的頂部。第一面板12、第二面板14和片芯16中每個(gè)限定各自頂部表面20和底部表面22之間的厚度。當(dāng)堆疊在一起以形成堆疊10時(shí)，片的組合的厚度限定在堆疊的頂部表面和底部表面(即，第一面板12的頂部表面20和第二面板14的頂部表面22)之間限定的堆疊的總厚度t。堆疊10的每個(gè)片可以具有跨越堆疊的整個(gè)橫截面或跨越堆疊的部分橫截面的相同的或不同的厚度和/或材料的量。而且，根據(jù)一些實(shí)施，堆疊10的每個(gè)片具有基本上相同的面積和外周形狀，使得片的外部邊界或邊緣可以基本上彼此齊平。然而，在其它實(shí)施中，片的外部邊界可以形狀不同并且不基本上彼此齊平。例如，堆疊10可以被用于形成非平的或非平面的構(gòu)件。在一些實(shí)施中，片被直接堆疊至彼此上，而沒有任何片之間的中間層，諸如粘合劑。

在一些實(shí)施方式中，堆疊10通過將多個(gè)片芯16放置在第二面板14上和將第一面板12放置在多個(gè)片芯16上形成。在圖解的實(shí)施方式中，第一面板12和第二面板14中每個(gè)包括單個(gè)材料層。然而，在其它實(shí)施方式中，第一面板12和第二面板14中每個(gè)可以包括多個(gè)材料層。將多個(gè)片芯16放置在第二面板14上可以通過將片芯一個(gè)接一個(gè)布置在第二面板上完成?？蛇x地，可以進(jìn)行片芯16的堆疊并且共同地放置在第二面板14上。

雖然圖1中圖解的堆疊10包括一個(gè)第一面板12、一個(gè)第二面板14和五個(gè)片芯16，但是在其它實(shí)施方式中，堆疊可以包括少于或多于五個(gè)片芯。額外地，盡管在圖解的實(shí)施方式中，堆疊10的第一面板12、第二面板14和片芯16中每個(gè)的厚度是基本上相同的，但是在其它實(shí)施方式中，堆疊的每個(gè)片的厚度不需要是相同的。例如，每個(gè)片芯16的厚度可以大于或小于第一面板12和第二面板14中每個(gè)的厚度?？蛇x地，或額外地，第一面板12的厚度可以不同于第二面板14的厚度。堆疊的期望的總厚度t，和相對(duì)于第一面板12和第二面板14的片芯16的期望的相對(duì)厚度，可以通過調(diào)節(jié)片的厚度和/或片的數(shù)量實(shí)現(xiàn)。例如，堆疊的總厚度t可以通過改變片芯或面板的數(shù)目或通過改變片芯或面板中的一個(gè)或多個(gè)的厚度來改變。

堆疊10的每個(gè)片包括共混的纖維和熱塑性纖絲。例如，如圖7中所示，片芯16的橫截面包括與多個(gè)熱塑性纖絲82共混的多個(gè)纖維80。如本文中所限定，纖維80為增強(qiáng)纖維。參考圖8，利用添加熱和壓力，多個(gè)熱塑性纖絲82變得完全固結(jié)為共連續(xù)的熱塑性基質(zhì)86。于是，在熱和壓力下，共混的纖維80和熱塑性纖絲82變?yōu)闊崴苄怨策B續(xù)基質(zhì)中的纖維(即，增強(qiáng)的熱塑性纖維)。纖維可以是本領(lǐng)域已知的各種天然或合成纖維中的任一種。例如，纖維80可以是碳纖維、玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維等中的一種或多種。相似地，熱塑性纖絲82可以是本領(lǐng)域內(nèi)已知的各種熱塑性纖絲中的任一種，諸如，例如，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚氯乙烯、高密度聚乙烯、尼龍、聚醚砜、聚醚酰亞胺、聚苯硫醚(PPS)等。在一些實(shí)施中，片芯16和面板12、14可以包括纖維80和熱塑性纖絲82之間的空隙84或自由空間。根據(jù)一些實(shí)施方式，面板12、14可以由其它材料制成，諸如編織材料、非編織材料、織物、單向帶等等。

制造共混的纖維80和熱塑性纖絲82的片的方法的一個(gè)實(shí)施方式包括將纖維、熱塑性纖絲和粘合劑充分地混合在一起，以形成分散的纖維和纖絲的混合物，以及允許混合物定型為片狀形狀，其可以包括干燥材料以移除粘合劑。因?yàn)槔w維80和熱塑性纖絲82是充分混合的，所以混合物的密度(如，纖維密度)是跨越片的厚度基本上均勻的。如本文中所限定，纖維的密度和纖維密度不是指每個(gè)單獨(dú)的纖維的密度，而是指片/板中纖維的面積重量(即，纖維的每單位面積的重量)或片/板中纖維的分布。

跨越片的厚度的纖維80的密度依賴于纖維、熱塑性纖絲82和纖維與熱塑性纖絲之間的空隙84的數(shù)量和大小。于是，對(duì)于給定數(shù)量和大小的纖維、熱塑性纖絲和粘合劑，纖維的密度取決于片中空隙或自由空間的大小和數(shù)量。可以在片的固結(jié)或片的松軟性(loftiness)或緊縮率的方面表達(dá)共混的纖維和熱塑性纖絲的片中空隙的特性。片的固結(jié)被限定為片中空隙相對(duì)片的總體積的體積百分比。例如，具有100％固結(jié)的片(如，100％固結(jié))在纖維和熱塑性纖絲(或如將在下面更詳細(xì)描述的在熱塑性纖絲被熔化以形成板之后的熱塑性基質(zhì))之間沒有空隙和自由空間。相反地，具有30％固結(jié)的片(如，30％固結(jié))在纖維和熱塑性纖絲之間具有的空隙占據(jù)大約70％的片的總體積。片的固結(jié)還可以被表達(dá)為片的松軟(loft)。一般地，在纖維、熱塑性纖絲被混合并安置在帶上之后，混合物可以具有各種期望的固結(jié)中的任一種。

共混的纖維和熱塑性纖絲的片的性能取決于片的固結(jié)、纖維的性質(zhì)、和熱塑性纖絲的性質(zhì)。片的固結(jié)越高，片越強(qiáng)/越硬。然而，片的固結(jié)越高，每單位厚度的片越重。于是，對(duì)于給定的片，在片的強(qiáng)度/剛度和厚度之間存在權(quán)衡。但是，受夾層板理論影響，具有插入較稠密的(如，每單位厚度較重的)面部分之間的輕質(zhì)芯部分的片或由多個(gè)片制成的板表現(xiàn)比只具有較重的面部分的片或板更高的彎曲剛度。換句話說，伴隨總重量的最小增加，片或多個(gè)片的板的剛度可以通過向片或板添加輕質(zhì)芯顯著地增加。進(jìn)一步，可以通過減少或消除粘合劑的使用以將芯部分和面部分結(jié)合在一起，增加在面部分之間具有輕質(zhì)芯部分的夾層板的強(qiáng)度(如，剪切強(qiáng)度)和耐久性。

參考圖1和2，堆疊10被轉(zhuǎn)化為在相對(duì)的第一面部分32和第二面部分34之間具有芯部分36的復(fù)合夾層板30。第一面板12和第二面板14每個(gè)具有比片芯16高的固結(jié)。例如，第一面板12和第二面板14可以具有100％的固結(jié)(如，完全固結(jié)或100％固結(jié))，并且每個(gè)片芯16可以具有小于100％的固結(jié)(如，部分固結(jié))。在圖1圖解的實(shí)施方式中，每個(gè)片芯16的固結(jié)是相同的。如本文中所限定，部分固結(jié)可以是小于100％固結(jié)的任意固結(jié)。然而，在一些實(shí)施中，部分固結(jié)是小于大約95％固結(jié)的固結(jié)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施，例如，每個(gè)片芯16是大約75％固結(jié)的。

一般地，在壓力和熱下，第一面板12變?yōu)榈谝幻娌糠?2，第二面板14變?yōu)榈诙娌糠?4，并且片芯16共同地變?yōu)閺?fù)合夾層板30的芯部分36。于是，復(fù)合夾層板30的第一面部分32和第二面部分34分別具有與第一面板12和第二面板14相同的固結(jié)，并且芯部分36具有至少稍稍高于每個(gè)片芯16的固結(jié)。因此，在施加熱和壓力之前片的固結(jié)可以被認(rèn)為是片的初始固結(jié)，并且在施加熱和壓力之后板的固結(jié)可以被認(rèn)為是最終固結(jié)。但是，控制壓力，使得第一面部分32和第二面部分34具有比芯部分36高的固結(jié)。而且，因?yàn)槠?6每個(gè)具有相同的固結(jié)，芯部分36具有跨越芯部分的厚度均勻的纖維密度或固結(jié)。在某些實(shí)施中，如果施加至堆疊10的壓力足夠地高，盡管跨越芯部分36的厚度纖維密度或固結(jié)是均勻的，但是芯部分的固結(jié)可以比每個(gè)片芯16的固結(jié)顯著地高，仍還低于第一面部分32和第二面部分34的固結(jié)。因?yàn)榭缭桨宓暮穸葟?fù)合夾層板30的纖維密度或固結(jié)改變(如，從高至低、至高)，板可以被認(rèn)為具有跨越其厚度的非均勻的纖維密度或纖維密度梯度。

在圖13中所示的方法300的一個(gè)實(shí)施方式中，在310處形成堆疊10并通過在310處壓縮堆疊和在330處加熱堆疊將堆疊10制成復(fù)合夾層板30。一般地，施加至堆疊10的壓力和熱足以將第一面板12、第二面板14和片芯16中的熱塑性纖絲分別壓縮和熔化為第一面部分32、第二面部分34和芯部分36。參考圖8，顯示了由圖7的片芯16形成的芯部分36的截面的一個(gè)實(shí)例。芯部分36的截面包括纖維80和熔化的熱塑性纖絲82或熱塑性基質(zhì)86。纖維80實(shí)際上被懸浮在熱塑性基質(zhì)86中，熱塑性基質(zhì)86通過熔化和融合熱塑性纖絲82在一起形成。芯部分36的截面還包括懸浮在熱塑性基質(zhì)86中的空隙84。芯部分36的截面中的空隙84的共同的體積可以與片芯16中的空隙的共同的體積相同或小于片芯16中的空隙的共同的體積。如果需要，選擇施加至片芯16的壓力以在芯部分36的截面中保持與片芯的固結(jié)相同或與片芯中空隙84的體積相同。相反，可以選擇施加至片芯16的壓力以與片芯相比增加芯部分36的截面的固結(jié)或降低芯部分的截面中空隙84的體積。

每個(gè)片的熔化的熱塑性纖絲或熱塑性基質(zhì)與一個(gè)或兩個(gè)相鄰的片的熔化的熱塑性纖絲或熱塑性基質(zhì)融合或相互混合。例如，板30的第一面部分32的熱塑性基質(zhì)與芯部分36的熱塑性基質(zhì)融合，板的第二面部分34的熱塑性基質(zhì)與芯部分的熱塑性基質(zhì)融合，并且芯部分的熱塑性基質(zhì)與第一面部分和第二面部分的基質(zhì)兩者融合。來自兩個(gè)片的熱塑性基質(zhì)的融合將兩個(gè)片結(jié)合在一起，而沒有介于中間的粘合劑層。而且，在某些實(shí)施中，在相鄰的片的融合的熱塑性基質(zhì)之間形成的結(jié)合比通過將單獨(dú)的粘合劑層插入片之間形成的結(jié)合強(qiáng)(如，能夠耐受更高的剪切應(yīng)力)且輕。因?yàn)樵谝恍?shí)施中，諸如所示的，相鄰的片的熔化的熱塑性纖絲或熱塑性基質(zhì)熔化或相互混合在一起，所以在相鄰片之間沒有明顯的結(jié)合線。

參考圖9，顯示了用于由片的堆疊制造復(fù)合夾層板的裝置100的一個(gè)實(shí)施方式，片由共混的纖維和熱塑性纖絲制成。裝置100包括第一壓板102和第二壓板104。第一壓板102和第二壓板104是相對(duì)彼此可移動(dòng)的，以施加壓力至在第一壓板和第二壓板之間插入的堆疊10。于是，第一壓板和第二壓板中至少一個(gè)是相對(duì)于靜止參照物可移動(dòng)的。在圖解的實(shí)施方式中，第二壓板104是相對(duì)于靜止參照物不可移動(dòng)的，以作為堆疊10被支撐在其上的靜止的平臺(tái)，同時(shí)第一壓板102是相對(duì)于靜止參照物可移動(dòng)的，如通過方向箭頭106所指示的，以施加壓力至堆疊(如，閉合壓機(jī))。在其它實(shí)施方式中，第一壓板102可以相對(duì)于靜止參照物被固定，并且第二壓板104可以相對(duì)于靜止參照物可移動(dòng)。根據(jù)仍其它實(shí)施方式，第一壓板102和第二壓板104兩者是相對(duì)于靜止參照物可以移動(dòng)的。隨著堆疊10插入第一壓板102和第二壓板104之間并與其接觸，通過朝向彼此相對(duì)移動(dòng)施加壓力至堆疊10，壓縮堆疊。可以控制裝置100以期望的速率施加期望的壓力至堆疊10直到達(dá)到片芯16或芯部分36的期望的固結(jié)和/或達(dá)到復(fù)合夾層板30的期望的總厚度。

在一些實(shí)施方式中，第一壓板102和第二壓板104中一個(gè)或兩者配置為通過傳導(dǎo)加熱堆疊10。如所示的，在一個(gè)實(shí)施中，第一壓板102和第二壓板104中每個(gè)產(chǎn)生和傳輸熱108進(jìn)入堆疊10以加熱堆疊。施加熱108至堆疊10期望的時(shí)間期間。期望的時(shí)間期間可以足夠堆疊10中每個(gè)片12、14、16的溫度達(dá)到相同的最終溫度?？梢愿鶕?jù)需要調(diào)節(jié)熱的水平，以實(shí)現(xiàn)堆疊10的片12、14、16的各種最終溫度的任一種。在其它實(shí)施方式中，通過其它技術(shù)——諸如輻射和對(duì)流——和裝置，傳輸熱至堆疊10，以增加堆疊的溫度。

片12、14、16的最終溫度至少與片的熱塑性纖絲82的熔化或軟化溫度一樣高。然而，如將在下面更詳細(xì)地描述，在一些實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)片的熱塑性纖絲82可以具有不同的熔化或軟化溫度，使得制造復(fù)合夾層板包括加熱片的堆疊至多個(gè)最終溫度。

根據(jù)圖14中所示的不同的方法400，裝置100還可以被用于將堆疊10轉(zhuǎn)化為復(fù)合夾層板。方法400的進(jìn)行產(chǎn)生了類似于復(fù)合夾層板30的復(fù)合夾層板。然而，如將更加詳細(xì)解釋，由方法400產(chǎn)生的復(fù)合夾層板的面部分具有與芯部分不同的熱塑性。

根據(jù)一些實(shí)施方式，堆疊10的第一面板12、第二面板14、和片芯16分別具有第一熱塑性纖絲、第二熱塑性纖絲和第三熱塑性纖絲。第一面板12和第二面板14的第一熱塑性纖絲和第二熱塑性纖絲分別可以由不同于片芯16的熱塑性纖絲的材料制成。而且，第一熱塑性纖絲和第二熱塑性纖絲可以由相同的材料制成。第一熱塑性纖絲和第二熱塑性纖絲具有比第三熱塑性纖絲的第三熔化溫度高的第一熔化溫度和第二熔化溫度。

方法400包括在410處加熱和壓縮片的堆疊10以形成完全固結(jié)的板，諸如圖9的完全固結(jié)的板130。更具體地，堆疊10被加熱至至少與第一面板12和第二面板14的熱塑性纖絲的第一熔化溫度和第二熔化溫度一樣高的第一溫度。于是，加熱堆疊10至第一溫度使第一面板12和第二面板14的第一熱塑性纖絲和第二熱塑性纖絲熔化。因?yàn)榈谌w絲的第三熔化溫度低于第一熔化溫度和第二熔化溫度，所以加熱堆疊10至第一溫度也使片芯16的第三熱塑性纖絲熔化。堆疊10的壓縮減少了片芯16中的空隙和增加了片芯16的固結(jié)，直到片芯被100％固結(jié)以匹配第一面板12和第二面板14的固結(jié)。然而，在一些實(shí)施中，壓縮堆疊10以增加片芯16的固結(jié)至小于100％但大于片芯的初始固結(jié)的固結(jié)。

第一熱塑性纖絲和第二熱塑性纖絲的熔化使第一面板12和第二面板14分別轉(zhuǎn)化為完全固結(jié)的板130的第一部分132和第二部分134。類似地，熔化第三熱塑性纖絲并壓縮片芯16至完全固結(jié)使片芯轉(zhuǎn)化為完全固結(jié)的板130的芯部分136，其插入第一面部分132和第二面部分134之間。盡管第一面部分132、第二面部分134和芯部分136是完全固結(jié)的，但是第一部分和第二部分的熱塑性依然不同于芯部分的熱塑性。

在410處通過加熱和壓縮堆疊10形成完全固結(jié)的板130之后，方法400包括在420處降低完全固結(jié)的板130的溫度。將完全固結(jié)的板130的溫度降低至第二溫度，第二溫度低于第三纖絲的第三熔化溫度并且乃至低于第一纖絲和第二纖絲的第一熔化溫度和第二熔化溫度。降低完全固結(jié)的板130的溫度至第三熔化溫度以下至少部分地固化完全固結(jié)的板的熱塑性材料。在一些實(shí)施中，完全固結(jié)的板130的溫度被充分地降低和/或保持降低的溫度足夠的時(shí)間量以完全固化完全固結(jié)的板的熱塑性材料。

在420處降低完全固結(jié)的板130的溫度之后，方法400包括在430處至少部分地釋放完全固結(jié)的板上的壓力。如圖9中所示，在430處釋放完全固結(jié)的板上的壓力可以包括以方向112將裝置100的第一壓板102移動(dòng)遠(yuǎn)離第二壓板104(如，打開壓機(jī))。換句話說，在430處釋放完全固結(jié)的板上的壓力與增加第一壓板102和第二壓板104之間的間隙有關(guān)。根據(jù)由完全固結(jié)的板130形成的復(fù)合夾層板的芯部分136的期望的固結(jié)或松解，選擇由完全固結(jié)的板釋放的壓力的量(即，第一壓板102和第二壓板104之間間隙的厚度)。更具體地，對(duì)于芯部分136的相對(duì)較低的固結(jié)或較高的松解，可以選擇釋放較大的壓力(即，第一壓板102和第二壓板104之間較大的間隙)，對(duì)于芯部分的相對(duì)較高的固結(jié)或較低的松解，可以釋放較少的壓力(即，第一壓板和第二壓板之間較小的間隙)。為了有助于在430處松解或降低完全固結(jié)的板的芯部分136的固結(jié)，可以在410處在加熱和壓縮片芯之前將發(fā)泡劑加入堆疊10的片芯16。一般地，發(fā)泡劑可以是能夠通過起泡過程產(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu)的任意物質(zhì)，起泡過程有利于芯部分136的松解?？梢耘渲冒l(fā)泡劑以通過熱膨脹或化學(xué)反應(yīng)活化。

在430處從完全固結(jié)的板130釋放壓力之前、期間或之后，方法400包括在440處加熱完全固結(jié)的板130至第三溫度。第三溫度小于第一溫度并大于第二溫度。于是，再施加熱110至完全固結(jié)的板130以增加板的溫度至第三溫度導(dǎo)致完全固結(jié)的板130的芯部分136的熱塑性材料被再熔化，同時(shí)軟化而沒有再熔化第一面部分132和第二面部分134的熱塑性材料。熔化完全固結(jié)的板的芯部分136的熱塑性材料連同從完全固結(jié)的板釋放壓力允許芯部分相對(duì)第一面部分132和第二面部分134松解，由此降低芯部分的固結(jié)，同時(shí)保持完全固結(jié)的第一面部分和第二面部分。一般地，在熔化溫度下，可以減輕板內(nèi)的內(nèi)部應(yīng)力以允許纖維變直，其導(dǎo)致板的松解。再者，隨著芯部分136被再熔化以及第一面部分132和第二面部分134被軟化，板可以被模塑為期望的形狀。因?yàn)樾静糠?36的纖維密度或固結(jié)變得不同于第一面部分132和第二面部分134，所以得到的板——類似于板30——可以被認(rèn)為具有跨越其厚度的非均勻的密度或密度梯度。

返回參考圖9和圖13，方法300和裝置100還可以被用于將不同于堆疊10的片的堆疊轉(zhuǎn)化為不同于復(fù)合夾層板30的復(fù)合夾層板。例如，參考圖3，堆疊10包括第一面板42、第二面板44和在第一面板和第二面板之間插入的多個(gè)片芯46A-C。如堆疊10一樣，第一面板42和第二面板44可以被完全固結(jié)，并且五個(gè)片芯46A-C可以被部分固結(jié)。然而，不同于堆疊10的片芯16，堆疊10的片芯46A-C具有不同的固結(jié)。一般地，布置片芯46A-C，使得固結(jié)或纖維密度從第一面板42和第二面板44朝向第一面板和第二面板之間的中平面降低。額外地，在某些實(shí)施中，選擇片芯46A-C的數(shù)目和固結(jié)，使得密度降低相對(duì)于或關(guān)于中平面是對(duì)稱的。更具體地，片芯46A每個(gè)具有第一固結(jié)，片芯46B每個(gè)具有不同于第一固結(jié)的第二固結(jié)，并且片芯46C具有不同于第一固結(jié)和第二固結(jié)的第三固結(jié)。在圖解的實(shí)施方式中，例如，第一固結(jié)低于第一面板42和第二面板44的固結(jié)并大于第二固結(jié)，并且第二固結(jié)大于第三固結(jié)。

根據(jù)方法300，在通過裝置100施加的壓力和熱下，第一面板42變?yōu)榈谝幻娌糠?2，第二面板44變?yōu)榈诙娌糠?4，并且片芯46A-C共同地變?yōu)閺?fù)合夾層板50的芯部分。更具體地，片芯46A變?yōu)榈谝恍静糠?6A，片芯46B變?yōu)榈诙静糠?6B，并且片芯46C變?yōu)榈谌静糠?6C。一般地，復(fù)合夾層板50的部分共享與相應(yīng)的片相同的固結(jié)。由于片芯46A-C的不同的固結(jié)和布置，復(fù)合夾層板50的芯部分具有跨越芯部分的厚度非均勻的纖維密度或固結(jié)。但是，因?yàn)槔w維密度或固結(jié)跨越片芯46A-C中每個(gè)的厚度是均勻的，所以跨越芯部分的厚度的纖維密度或固結(jié)的非均勻性以階梯的方式存在?？缭綇?fù)合夾層板50的芯部分的厚度非均勻的纖維密度或固結(jié)相應(yīng)于纖維密度或固結(jié)從第一面部分52和第二面部分54的降低，該降低朝向第一面部分和第二面部分之間的中平面并關(guān)于該中平面對(duì)稱。因?yàn)閺?fù)合夾層板50的纖維密度或固結(jié)跨越板的厚度并更具體地跨越板的芯部分的厚度變化，所以板可以被認(rèn)為具有跨越其厚度非均勻的密度或密度梯度。

參考圖5，顯示了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式的復(fù)合夾層板60。像復(fù)合夾層板30、50一樣，復(fù)合夾層板60具有跨越其厚度的非均勻的密度或密度梯度。然而，與復(fù)合夾層板30、50不同，跨越復(fù)合夾層板60的厚度的密度梯度是連續(xù)的(如，線性的、漸進(jìn)的、或非階梯的)。復(fù)合夾層板60包括通過粘合劑68粘附在一起的第一子板62和第二子板64或兩半。一般地，不考慮粘合劑68的厚度，復(fù)合夾層板60的總厚度t大約等于第一子板62的厚度t₁和第二子板64的厚度t₂的和。

每個(gè)子板62具有跨越其厚度的非均勻的密度或密度梯度。然而，與復(fù)合夾層板30和50不同，跨越每個(gè)子板62、64的厚度的密度梯度不是先降低再增加。而是，取決于視角，跨越每個(gè)子板62、64的厚度的密度梯度只降低或增加。一般地，子板62、64的密度梯度實(shí)際上是彼此的鏡像。更具體地，復(fù)合夾層板60的密度梯度相對(duì)于或關(guān)于粘合劑68是對(duì)稱的，粘合劑68限定了復(fù)合夾層板的中間平面。

根據(jù)一些實(shí)施方式，子板62、64被單獨(dú)制造并組裝在一起以形成復(fù)合夾層板60。在一個(gè)實(shí)施方式中，子板62、64是基本上一致的子板，其中一個(gè)子板被翻轉(zhuǎn)并用粘合劑68附接至另一個(gè)子板以形成復(fù)合夾層板60。于是，可以使用相同的制造過程或一致的制造過程制作每個(gè)子板62、64。例如，可以形成單個(gè)子板片，其具有一個(gè)子板的期望密度梯度，并將其切割為單獨(dú)的子板62、64。可選地，可以單獨(dú)地形成具有期望密度梯度的每個(gè)子板。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，使用圖15中所示的方法500形成子板62、64。方法500包括在510處提供共混的纖維和熱塑性纖絲的至少一個(gè)片。在一些實(shí)施中，共混的纖維和熱塑性纖絲的至少一個(gè)片是一個(gè)完全或部分固結(jié)的片。在仍其它實(shí)施中，至少一個(gè)片包括為堆疊形式的多個(gè)完全或部分固結(jié)的片。在520處，共混的纖維和熱塑性纖絲的至少一個(gè)片被加熱以形成完全固結(jié)的板(如，圖11的完全固結(jié)的板230)。在520處，施加至至少一個(gè)片的熱使熱塑性纖絲熔化。除了施加熱以外，在530處，共混的纖維和熱塑性纖絲的至少一個(gè)片還可以被壓縮以形成完全固結(jié)的板230。例如，如果至少一個(gè)片的任一個(gè)是部分固結(jié)的片，也壓縮至少一個(gè)片直到片變?yōu)橥耆探Y(jié)的板。在一個(gè)實(shí)施中，至少一個(gè)片包括部分固結(jié)的片的堆疊，其被加熱和壓縮直到片形成完全固結(jié)的板。即使至少一個(gè)片只包括完全固結(jié)的片，也可以通過加熱至少具有額定施加的壓力的完全固結(jié)的片，形成完全固結(jié)的板。于是，無論至少一個(gè)片包括部分或完全固結(jié)的片，至少一個(gè)片都被形成為完全固結(jié)的板。在一些實(shí)施中，方法500的步驟520、530可通過裝置100執(zhí)行。

在形成完全固結(jié)的板230之后，方法500包括在540處冷卻完全固結(jié)的板以形成冷卻的完全固結(jié)的板。冷卻完全固結(jié)的板230包括降低完全固結(jié)的板的溫度至與固化熔化的熱塑性材料相關(guān)的期望的基線溫度。期望的基線溫度可以是在完全固結(jié)的板的熱塑性材料的熔化溫度以下的各種溫度的任一種。在一個(gè)實(shí)施中，期望的基線溫度是大約室溫(如，大約60°F和大約80°F之間)。然而，在其它實(shí)施中，期望的基線溫度是室溫以下或以上。

在540處冷卻完全固結(jié)的板230之后，方法500包括在550處再加熱冷卻的完全固結(jié)的板。在550處再加熱冷卻的完全固結(jié)的板230包括只從冷卻的完全固結(jié)的板的一側(cè)或表面——諸如底部表面22——引入熱。熱從施加熱的板的表面跨越板的厚度擴(kuò)散入完全固結(jié)的板230。當(dāng)熱擴(kuò)散進(jìn)完全固結(jié)的板230期望的時(shí)間期間時(shí)，跨越板的厚度形成溫度梯度。換句話說，在板的溫度達(dá)到平衡之前，跨越板的厚度的完全固結(jié)的板230的溫度是非均勻的。一般地，完全固結(jié)的板230的溫度從施加熱的板的表面朝向板的相對(duì)的表面——諸如頂部表面20——降低。

在一個(gè)實(shí)施方式中，冷卻的完全固結(jié)的板230可以通過圖11的裝置200被再加熱。裝置200包括加熱的壓板202，其通過傳導(dǎo)產(chǎn)生和傳輸熱208進(jìn)入完全固結(jié)的板230的底部表面22。雖然顯示完全固結(jié)的板230通過傳導(dǎo)被加熱的壓板202加熱，但是完全固結(jié)的板230可以通過傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射中至少一種被其它加熱設(shè)備加熱。

當(dāng)在完全固結(jié)的板230中形成溫度梯度時(shí)，經(jīng)歷溫度增加的板的部分開始松解。在該背景中，松解被定義為將空氣或空隙引入板中。松解引起板的固結(jié)減小，以及因此板的纖維密度減小。通過增加板的溫度至松解在其下出現(xiàn)的具體的溫度，引起完全固結(jié)的板的松解。松解的強(qiáng)度或量可以與在該具體溫度或該具體溫度以上花費(fèi)的時(shí)間量成比例。而且，在一些實(shí)施中，板中松解的強(qiáng)度可以與板的溫度成比例。換句話說，溫度越高，板松解越多，反之亦然。由于該原因，跨越板的厚度的溫度梯度或非均勻的溫度將引起跨越板的厚度的松解梯度或非均勻松解，其相應(yīng)地導(dǎo)致跨越板的厚度的纖維密度梯度或非均勻的密度。具有跨越其厚度的密度梯度的板可以被限定為密度梯度復(fù)合板。

參考圖6，顯示了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式的復(fù)合夾層板70。像復(fù)合夾層板60一樣，復(fù)合夾層板70具有跨越其連續(xù)的厚度非均勻密度或密度梯度。而且，復(fù)合夾層板70的密度梯度相對(duì)于復(fù)合夾層板的中平面或關(guān)于復(fù)合夾層板的中平面是對(duì)稱的。然而，與復(fù)合夾層板60不同，復(fù)合夾層板70不包括通過粘合劑粘合在一起的單獨(dú)的子板。而是，復(fù)合夾層板70中的對(duì)稱的密度梯度在單個(gè)板或子板中一起形成。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，使用圖15中所示并在上面描述的方法500形成復(fù)合夾層板70。然而，在540處冷卻完全固結(jié)的板230之后，從兩個(gè)表面再加熱完全固結(jié)的板，而不是在550處僅從一個(gè)表面再加熱完全固結(jié)的板230。更具體地，在圖解的實(shí)施方式中，從底部表面22以及頂部表面20再加熱完全固結(jié)的板230。熱從板的兩個(gè)表面跨越板的厚度擴(kuò)散入完全固結(jié)的板230，以形成跨越板的厚度的兩個(gè)單獨(dú)的溫度梯度。溫度梯度基本上是彼此的鏡像。一般地，完全固結(jié)的板230的溫度由板的一個(gè)表面至板的中平面降低并且從中平面至板的相對(duì)表面升高。

在制造復(fù)合夾層板70的一個(gè)實(shí)施方式中，可以經(jīng)由圖12的裝置201加熱冷卻的完全固結(jié)的板230。裝置201包括兩個(gè)加熱的壓板202、204，其分別產(chǎn)生和經(jīng)由傳導(dǎo)傳輸熱進(jìn)入完全固結(jié)的板230的底部表面22和頂部表面20。雖然在圖12中顯示通過加熱的壓板202、204，經(jīng)由傳導(dǎo)在兩個(gè)表面上加熱完全固結(jié)的板230，但是可以通過其它加熱設(shè)備，經(jīng)由傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射中至少一種在兩個(gè)表面上加熱完全固結(jié)的板230。

如上面所描述，跨越板的厚度的溫度梯度或非均勻的溫度將引起跨越板的厚度的松解梯度或非均勻松解，其相應(yīng)地導(dǎo)致跨越板的厚度的纖維密度梯度或非均勻的密度。于是，跨越板的厚度的兩個(gè)溫度梯度將引起跨越板的厚度的兩個(gè)松解梯度，其相應(yīng)地導(dǎo)致跨越板的厚度的兩個(gè)纖維密度梯度。

在上面的描述中，可以使用某些術(shù)語諸如“向上”、“向下”、“上部”、“下部”、“水平”、“垂直”、“左”、“右”、“之上”、“以下”等。當(dāng)可適用時(shí)，使用這些術(shù)語以提供當(dāng)處理相對(duì)關(guān)系時(shí)一些清楚的描述。但是，這些術(shù)語非旨在暗示絕對(duì)的關(guān)系、位置和/或取向。例如，關(guān)于物體，“上部”表面可以簡單地通過翻轉(zhuǎn)物體變?yōu)椤跋虏俊北砻?。盡管如此，其依然是相同的物體。進(jìn)一步，術(shù)語“包括”、“包含”、“具有”和其變體表示“包括但不限于”，除非另有具體說明。列舉的項(xiàng)目列表不暗示項(xiàng)目中的任意或全部是互相排斥和/或互相包容的，除非另有具體說明。術(shù)語“一(a)”、“一(an)”和“該”也指“一個(gè)或多個(gè)”，除非另有具體說明。進(jìn)一步，術(shù)語“多個(gè)”可以被限定為“至少兩個(gè)”。

額外地，在該說明書中，一個(gè)元件被“連接”至另一個(gè)元件的例子可以包括直接和間接連接。直接連接可以被限定為一個(gè)元件被連接至另一個(gè)元件并與其有一些接觸。間接連接可以被限定為兩個(gè)元件之間連接，沒有彼此直接接觸，而在連接的元件之間具有一個(gè)或多個(gè)額外的元件。進(jìn)一步，如本文中所使用，將一個(gè)元件固定至另一個(gè)元件可以包括直接固定和間接固定。額外地，如本文中所使用，“相鄰”不必然代表接觸。例如，一個(gè)元件可以相鄰另一個(gè)元件，而沒有接觸那個(gè)元件。

如本文中所使用，短語“……中至少一個(gè)”，當(dāng)用于項(xiàng)目列表時(shí)，表示可以使用所列的項(xiàng)目中一個(gè)或多個(gè)的組合，和可以需要列表中項(xiàng)目中的僅一個(gè)。項(xiàng)目可以是具體的物體、事物、或種類。換句話說，“……中至少一個(gè)”表示可以使用來自列表的項(xiàng)目的任意組合或項(xiàng)目的數(shù)目，但列表中不是所有的項(xiàng)目都可以需要。例如，“項(xiàng)目A、項(xiàng)目B和項(xiàng)目C中至少一個(gè)”可以表示項(xiàng)目A；項(xiàng)目A和項(xiàng)目B；項(xiàng)目B；項(xiàng)目A、項(xiàng)目B和項(xiàng)目C；或項(xiàng)目B和項(xiàng)目C。在一些情況中，“項(xiàng)目A、項(xiàng)目B和項(xiàng)目C中至少一個(gè)”可以表示，例如而沒有限制地，兩個(gè)項(xiàng)目A、一個(gè)項(xiàng)目B、和十個(gè)項(xiàng)目C；四個(gè)項(xiàng)目B和七個(gè)項(xiàng)目C；或一些其它適合的組合。

除非另有指示，本文中使用術(shù)語“第一”、“第二”等僅作為標(biāo)記，并非旨在對(duì)這些術(shù)語所指的項(xiàng)目加上順序、位置或?qū)哟我?。而且，提及例如“第二”?xiàng)目不要求或排除如“第一”或較低編號(hào)的項(xiàng)目和/或如“第三”或更高編號(hào)的項(xiàng)目的存在。

本文中包括的示意性流程圖是一般作為邏輯流程圖提出。如此，描繪的順序和標(biāo)記的步驟指示提出的方法的一個(gè)實(shí)施方式。其它步驟和方法可以被想到，其在功能、邏輯或作用上等效于圖解的方法的一個(gè)或多個(gè)步驟或其部分。額外地，提供采用的格式和符號(hào)以解釋方法的邏輯步驟，并且不理解為限制方法的范圍。雖然可以在流程圖中采用各種箭頭類型和線類型，但是它們理解為不限制相應(yīng)方法的范圍。實(shí)際上，一些箭頭或其它連接頭可以被用于僅指示方法的邏輯流程。比如，箭頭可以指示在描述方法的列舉步驟之間未指定的持續(xù)時(shí)間的等待或監(jiān)視期間。額外地，其中出現(xiàn)具體方法的順序可以或可以不嚴(yán)格遵守所示的相應(yīng)步驟的順序。

進(jìn)一步，公開內(nèi)容包括根據(jù)下面條款的實(shí)施方式：

條款1.一種復(fù)合夾層板，其包括：

第一面部分，其包括完全固結(jié)的共混的第一纖維和第一熱塑性基質(zhì)；

第二面部分，其包括完全固結(jié)的共混的第二纖維和第二熱塑性基質(zhì)；和

至少一個(gè)芯部分，其包括部分固結(jié)的共混的第三纖維和第三熱塑性基質(zhì)，至少一個(gè)芯部分被插入第一面部分和第二面部分之間；

其中第一熱塑性基質(zhì)與第三熱塑性基質(zhì)融合和第二熱塑性基質(zhì)與第三熱塑性基質(zhì)融合；和

其中跨越復(fù)合板厚度的纖維密度是非均勻的。

條款2.根據(jù)條款1的復(fù)合夾層板，其中跨越復(fù)合夾層板厚度的纖維密度的變化率是恒定的。

條款3.根據(jù)條款1的復(fù)合夾層板，其中第一纖維、第二纖維和第三纖維是無規(guī)取向的。

條款4.根據(jù)條款1的復(fù)合夾層板，其中第一纖維、第二纖維和第三纖維包括碳纖維，并且第一熱塑性基質(zhì)、第二熱塑性基質(zhì)和第三熱塑性基質(zhì)包括聚苯硫醚。

條款5.根據(jù)條款1的復(fù)合夾層板，其中第一纖維和第二纖維由不同于第三纖維的材料制成。

條款6.根據(jù)條款1的復(fù)合夾層板，其中第一熱塑性基質(zhì)和第二熱塑性基質(zhì)由不同于第三熱塑性基質(zhì)的材料制成。

條款7.根據(jù)條款1的復(fù)合夾層板，其中至少一個(gè)芯部分包括多個(gè)芯部分，每個(gè)具有相同的固結(jié)百分比。

條款8.根據(jù)條款1的復(fù)合夾層板，其中至少一個(gè)芯部分包括多個(gè)芯部分，每個(gè)具有不同的固結(jié)百分比。

條款9.一種制造復(fù)合夾層板的方法，方法包括：

在第一面板和第二面板之間放置至少一個(gè)片芯以形成堆疊，第一面板包括完全固結(jié)的共混的第一纖維和第一熱塑性纖絲，第二面板包括完全固結(jié)的共混的第二纖維和第二熱塑性纖絲，并且至少一個(gè)片芯包括部分固結(jié)的共混的第三纖維和第三熱塑性纖絲；

壓縮堆疊；和

在將堆疊按壓在一起的同時(shí)加熱堆疊。

條款10.根據(jù)條款9的方法，其中：

至少一個(gè)片芯具有第一固結(jié)百分比；并且

壓縮和加熱堆疊，直到至少一個(gè)片芯具有高于第一固結(jié)百分比的第二固結(jié)百分比。

條款11.根據(jù)條款9的方法，其中加熱堆疊包括：

分別將第一熱塑性纖絲、第二熱塑性纖絲和第三熱塑性纖絲熔化為第一熱塑性基質(zhì)、第二熱塑性基質(zhì)和第三熱塑性基質(zhì)；

融合第一熱塑性基質(zhì)和第三熱塑性基質(zhì)；和

融合第二熱塑性基質(zhì)和第三熱塑性基質(zhì)。

條款12.根據(jù)條款9的方法，其中至少一個(gè)片芯包括多個(gè)片芯，每個(gè)具有固結(jié)百分比。

條款13.根據(jù)條款12的方法，其中多個(gè)片芯的固結(jié)百分比是相同的。

條款14.根據(jù)條款12的方法，其中多個(gè)片芯的固結(jié)百分比是不同的。

條款15.根據(jù)條款9的方法，其中跨越第一面板、第二面板和至少一個(gè)片芯中每個(gè)的厚度的纖維的密度是均勻的。

條款16.根據(jù)條款9的方法，其中第一熱塑性纖絲和第二熱塑性纖絲由不同于第三熱塑性纖絲的材料制成。

條款17.根據(jù)條款的方法16，其中：

第一熱塑性纖絲和第二熱塑性纖絲分別具有第一熔化溫度和第二熔化溫度；

第三熱塑性纖絲具有第三熔化溫度；

第三熔化溫度小于第一熔化溫度和第二熔化溫度中每個(gè)；

加熱堆疊包括加熱第一熱塑性纖絲、第二熱塑性纖絲和第三熱塑性纖絲至至少第一熔化溫度和第二熔化溫度的溫度；

壓縮堆疊包括壓縮堆疊直到至少一個(gè)片芯變?yōu)橥耆探Y(jié)的和堆疊變?yōu)橥耆探Y(jié)的板；

在加熱第一熱塑性纖絲、第二熱塑性纖絲和第三熱塑性纖絲至至少第一熔化溫度和第二熔化溫度的溫度和壓縮堆疊直到至少一個(gè)片芯變?yōu)橥耆探Y(jié)的和堆疊變?yōu)橥耆探Y(jié)的板之后，方法包括降低完全固結(jié)的板的溫度至第三熔化溫度以下的溫度；和

在降低完全固結(jié)的板的溫度至第三熔化溫度以下的溫度之后，方法進(jìn)一步包括釋放完全固結(jié)的板上的壓力，同時(shí)再加熱完全固結(jié)的板至至少第三熔化溫度并低于第一熔化溫度和第二熔化溫度的溫度。

條款18.一種制造復(fù)合夾層板的方法，方法包括：

提供包括共混的纖維和熱塑性纖絲的至少一個(gè)片；

加熱至少一個(gè)片以使熱塑性纖絲熔化并形成完全固結(jié)的板；

冷卻完全固結(jié)的板；

在冷卻完全固結(jié)的板之后，從完全固結(jié)的板的第一表面再加熱完全固結(jié)的板以引起跨越完全固結(jié)的板的厚度的第一溫度梯度；和

非均勻地松解完全固結(jié)的板以引起與第一溫度梯度成比例的跨越完全固結(jié)的板的厚度的第一密度梯度，以形成密度梯度復(fù)合板。

條款19.根據(jù)條款18的方法，其中密度梯度復(fù)合板包括第一密度梯度復(fù)合板，方法進(jìn)一步包括：

形成第二密度梯度復(fù)合板；和

將第一密度梯度復(fù)合板結(jié)合至第二密度梯度復(fù)合板以形成組合的密度梯度復(fù)合板，其具有跨越組合的密度梯度復(fù)合板的厚度的對(duì)稱的密度梯度。

條款20.根據(jù)條款18的方法，進(jìn)一步包括：

在冷卻完全固結(jié)的板之后，從與第一表面相對(duì)的完全固結(jié)的板的第二表面再加熱完全固結(jié)的板以引起跨越完全固結(jié)的板的厚度的第二溫度梯度；和

非均勻地松解完全固結(jié)的板以引起與第二溫度梯度成比例的跨越完全固結(jié)的板的厚度的第二密度梯度；

其中第一密度梯度與第二密度梯度是對(duì)稱的。

條款21.一種復(fù)合夾層板，其包括：

第一面部分；

第二面部分；和

插入第一面部分和第二面部分之間的芯部分，芯部分包括熱塑性基質(zhì)中的增強(qiáng)纖維，其中跨越芯部分的厚度的增強(qiáng)纖維的密度是非均勻的。

條款22.根據(jù)條款21的復(fù)合夾層板，其中芯部分進(jìn)一步包括發(fā)泡劑。

本主題可以以其它具體形式實(shí)施，而不背離其精神或必要特性。在全部方面中，描述的實(shí)施方式應(yīng)僅被看作是示例性的而非限制性的。在權(quán)利要求的等價(jià)形式的含義和范圍內(nèi)的所有變化將被包含在它們的范圍內(nèi)。