述至少 一個陰模內(nèi)的所述第一復(fù)合鋪疊物上；在所述至少一個陽模上任選施加至少一個第二表面 層；在所述至少一個陽模和所述至少一個第二表面層上施加至少一個第三纖維增強基布， 所述第三纖維增強基布包括兩個或多個以不同定向設(shè)置的單向纖維的層；在所述至少一個 陽模、所述至少一個第三纖維增強基布和所述至少一個第二表面層上任選施加至少一個第 四纖維增強基布從而形成第二復(fù)合鋪疊物，所述第四纖維增強基布包括兩個或多個以不同 定向設(shè)置的單向纖維的層；從所述至少一個陽模除去所述第二復(fù)合鋪疊物并且以反向構(gòu)造 將所述第二復(fù)合鋪疊物放置在所述至少一個陰模內(nèi)的第一復(fù)合鋪疊物上；沿著外周邊緣結(jié) 合所述第一復(fù)合鋪疊物和所述第二復(fù)合鋪疊物；以及固化所述第一復(fù)合鋪疊物和所述第二 復(fù)合鋪疊物從而形成至少一個三維成形制品。
[0055] 在本公開的各個實施方案中，方法進(jìn)一步包括任選的第二纖維增強基布作為所述 第一復(fù)合鋪疊物中的額外層。
[0056] 在本公開的各個實施方案中，方法進(jìn)一步包括任選的第一表面層作為所述第一復(fù) 合鋪疊物中的額外層。
[0057] 在本公開的各個實施方案中，方法進(jìn)一步包括任選的第二表面層作為所述第二復(fù) 合鋪疊物中的額外層。
[0058] 在本公開的各個實施方案中，方法進(jìn)一步包括任選的第四纖維增強基布作為所述 第二復(fù)合鋪疊物中的額外層。
[0059] 在本公開的各個實施方案中，方法進(jìn)一步包括任選的至少一個離型內(nèi)襯，所述離 型內(nèi)襯設(shè)置在所述第一復(fù)合鋪疊物和所述第二復(fù)合鋪疊物之間。
[0060] 在本公開的各個實施方案中，方法進(jìn)一步包括在所述至少一個三維成形制品中形 成至少一個開口的步驟，從而幫助所述至少一個三維成形制品的充氣或其它操作。在各個 實施方案中，方法進(jìn)一步包括通過所述至少一個開口除去所述至少一個離型內(nèi)襯的步驟。 在各個實施方案中，方法進(jìn)一步包括向所述至少一個三維成形制品加入至少一個增強結(jié)構(gòu) 的步驟。
[0061] 在根據(jù)本公開的方法的各個實施方案中，至少一個三維成形制品整合在鞋內(nèi)。在 各個實施方案中，至少一個三維成形制品整合在包內(nèi)。在各個實施方案中，至少一個三維成 形制品為不透氣的。在各個實施方案中，至少一個三維成形制品被構(gòu)造成可充氣的。在各 個實施方案中，至少一個三維成形制品為防水/透氣的（W/B)。
[0062] 在本公開的各個實施方案中，制備三維成形的柔性復(fù)合部件的方法包括如下步 驟：通過從第一部分側(cè)向第二部分側(cè)折疊外周材料結(jié)合兩個對稱的柔性復(fù)合部件從而形成 重疊接縫區(qū)域；以及固化所述兩個對稱的柔性復(fù)合部件從而形成具有中空內(nèi)部的單一三維 成形的柔性復(fù)合部件。
[0063] 根據(jù)本文的各個實施方案，本發(fā)明的系統(tǒng)提供本專利申請公開或暗示的每一個新 穎的特征、元件、組合、步驟和/或方法。
[0064] 本f中伸用的術(shù)語和宙2的簡要詞:T表:
[0065] 粘合劑：用于組合復(fù)合材料的可固化樹脂。
[0066] 各向異性的：在材料中的點處具有隨方向變化的機械性質(zhì)或物理性質(zhì)（即非各向 同性的）。
[0067] 面積重量：每單位面積的纖維重量，通常用克/平方米（g/m2)表示。
[0068] 高壓釜：用于為經(jīng)受化學(xué)反應(yīng)或其它操作的封閉物體提供流體壓力環(huán)境的封閉容 器，加熱或不加熱。
[0069] B-階段：在本文中通常被定義為一些熱固性樹脂的反應(yīng)中的中間階段。在預(yù)浸漬 中使用的交聯(lián)聚合物粘合劑或樹脂有時預(yù)先反應(yīng)至該階段，被稱為"預(yù)浸材料"，從而促進(jìn) 最終固化之前的處理和加工。
[0070] C-階段：某些樹脂（材料在所述樹脂中相對不溶和不熔）的反應(yīng)中的最終階段。
[0071] 固化：通過化學(xué)反應(yīng)不可逆地改變聚合物樹脂的性質(zhì)?？梢酝ㄟ^加入固化劑（交 聯(lián)劑），使用或不使用催化劑，加熱或不加熱，從而完成固化。術(shù)語固化可以涉及部分過程或 全部過程。
[0072] 分特（DTEX):連續(xù)長絲或紗線的線密度的單位，等于tex的1/10或旦尼爾的 9/10〇
[0073] Dyneenia_A:由DSM(Heerlen，荷蘭）供應(yīng)的超高分子量聚乙烯（UHMffPE)纖維的商 標(biāo)。
[0074] 纖維：與長絲同義的一般術(shù)語。
[0075] 長絲：含纖維材料的最小單元。長絲通常具有大長度和小直徑。
[0076] 鞋楦：用于鞋的三維成形工具。
[0077] 聚合物：由連接在一起的單體分子組成的有機材料。
[0078] 預(yù)浸材料：準(zhǔn)備固化的片狀或帶狀材料，其中樹脂部分固化至B-階段并且在完全 固化之前被供應(yīng)至鋪疊步驟。
[0079] 絲束：連續(xù)長絲的無捻合、捻合或纏結(jié)的束。
[0080] 鞋幫：鞋的從腳后跟至腳趾頭覆蓋腳上部的部分。
[0081] UHMffPE :超高分子量聚乙烯。由極長聚乙烯鏈組成的聚烯烴的一種。商標(biāo)名包括 Spectrall 和 DyncemaS。
[0082] 單帶：單向帶（或UD帶），其為柔性增強帶（也被稱為片），具有大體平行對齊并 且用粘合劑樹脂基質(zhì)浸透的增強纖維的均勻或非均勻致密布置。該樹脂可以為通常包含催 化劑或固化劑的反應(yīng)性交聯(lián)聚合物并且在加工過程中經(jīng)受不可逆反應(yīng)，或者為熔化并且可 以通過連續(xù)加熱和冷卻進(jìn)行重組的熱塑性樹脂。UD帶通常為B-階段的并且形成許多復(fù)合 織物的基本單元。
[0083] 粘彈性材料：當(dāng)經(jīng)受變形時即呈現(xiàn)粘性特征又呈現(xiàn)彈性特征的材料。所述材料可 以在機械負(fù)載下呈現(xiàn)線性或非線性流變響應(yīng)。
[0084] 現(xiàn)在參考圖1，三維復(fù)合制品系統(tǒng)100的各個實施方案包括基于柔性復(fù)合材料的 無縫三維成形制品101，所述三維成形制品101可用于氣囊/可充氣結(jié)構(gòu)、包、鞋和其它三維 制品。正如本文中所使用的，無縫表示整體結(jié)合從而在結(jié)構(gòu)上無縫的物品。本發(fā)明的系統(tǒng) 的制造方法的各個實施方案能夠制備具有整體結(jié)構(gòu)和定向纖維增強件的三維成形的柔性 部件。三維復(fù)合制品系統(tǒng)100的各個制品包括但不限于鞋、背包/包或可充氣部件例如氣 囊或球，等。在傳統(tǒng)的三維成形織物中，將切成復(fù)雜形狀的扁平織料縫紉或縫合在一起從而 產(chǎn)生三維形狀。在根據(jù)本公開的制造方法的各個實施方案中，復(fù)合模制方法與新型前體材 料組合從而形成柔性并且可折疊的纖維增強的連續(xù)成形制品。
[0085] 圖1進(jìn)一步顯示了根據(jù)本公開的細(xì)薄設(shè)計的基本上柔性的復(fù)合材料103的實施方 案與更厚的常規(guī)紡織材料的側(cè)視對比。通常地，本公開中描述的方法提供基本上比常規(guī)材 料更薄的材料。
[0086] 圖2以立體圖顯示了根據(jù)本公開的無縫三維成形制品101的實施方案。在各個實 施方案中，由于使用高強度纖維和最小的表面涂布，比現(xiàn)有織物更薄的材料是可能的。例 如，在氣囊應(yīng)用中，細(xì)薄復(fù)合材料允許減小的包裝體積，如圖1中所示。
[0087] 目前的市場趨勢發(fā)現(xiàn)汽車氣囊技術(shù)擴展至許多新應(yīng)用，包括航空器、大客車、火車 /高速軌道系統(tǒng)，并且在運動、摩托車、賽車或軍事應(yīng)用中用于人體的頭部和頸部支撐。同樣 的技術(shù)應(yīng)用于緊急漂浮系統(tǒng)和其它商業(yè)漂浮系統(tǒng)、緊急漂浮背心和緊急漂浮裝置、雪崩保 護(hù)、油和化學(xué)試劑溢出控制、囊障（bladder dams)、用于戶外應(yīng)用的儲水囊、背包、帳篷（即 露營，意指小型帳篷或遮蓋物）和一般儲存系統(tǒng)。
[0088] 氣囊技術(shù)的趨勢是重視開發(fā)耐沖擊和耐穿孔的極為輕質(zhì)、細(xì)薄、高強度、多向增 強、耐壓密封的封皮?？梢岳檬芸氐捻槒暮妥冃蝸砦照饎雍凸芾頉_擊脈沖。用于側(cè)幕、 座椅安全帶和腰式安全帶保護(hù)的汽車應(yīng)用需要非常輕質(zhì)，可包裝成最小的可能體積，并且 具有形成用于最佳展開和保護(hù)的最有利的3D形狀的能力。通常復(fù)雜的3D形狀必須牢固， 呈現(xiàn)出高的破裂壓力、耐沖擊性和耐穿孔性，并且必須充氣至其預(yù)定形狀而不在任何接縫/ 附接處破裂或失效。由于儲存的壓力充氣介質(zhì)的有限體積，它們通常需要具有高度的壓力 完整性和不滲透性。這是特別具有決定性的，因為許多系統(tǒng)具有的操作要求是包在沖擊和/ 或展開之后保持充氣7-10分鐘，并且對于一些應(yīng)用，希望包保持充氣更長的時間。其一個 示例為直升飛機氣囊碰撞系統(tǒng)，其中初始展開緩和直升飛機的沖擊，但是在水中希望包保 持充氣從而提供漂浮以避免直升飛機下沉。
[0089] 另一個相似應(yīng)用為用于水上使用的航空器氣囊，其中后充氣壓力和可再用性是有 益的。在商業(yè)客機中希望氣囊用于碰撞保護(hù)但是這些應(yīng)用重視重量和儲存體積。已經(jīng)要求 客機在機上帶有漂浮設(shè)備用于緊急水上使用，因此如果用于著陸沖擊的碰撞保護(hù)功能可以 與次要漂浮應(yīng)用組合，所述系統(tǒng)的實用性增強。該技術(shù)同樣適用于商業(yè)客機的緊急脫出滑 行并且也適用于水上非撞擊氣囊緊急脫出和漂浮系統(tǒng)。
[0090] 除了包裝、展開和充氣要求之外，使用本文公開的技術(shù)的氣囊構(gòu)造還可以改進(jìn)和 增強氣囊在碰撞/沖擊展開的過程中提供生命保護(hù)和受傷保護(hù)的能力和后碰撞保護(hù)功能。 本公開的三維成形制品101的高的強度和機械性質(zhì)能夠良好受控地展開成預(yù)期形狀?？梢?增強包的結(jié)構(gòu)用于沖擊吸收和能量耗散并且可以優(yōu)化包的沖擊表面用于表面性質(zhì)，例如柔 軟性或摩擦系數(shù)，從而避免對乘客的身體造成過量的負(fù)載、加速度和旋轉(zhuǎn)。
[0091] 損壞容限、耐穿孔性和極高的耐裂性或耐穿孔損傷蔓延性優(yōu)選允許包在局部損壞 之后繼續(xù)工作而不會完全失效或破裂。
[0092] 在各個實施方案中，根據(jù)本公開的三維成形制品101的高度的壓力完整性不僅允 許延長或甚至是永久的充氣，而且允許在氣囊系統(tǒng)中引入實際的多級充氣系統(tǒng)用于改進(jìn)的 乘客保護(hù)，同時滿足儲存、包裝、氣體儲存和體積限制。材料和構(gòu)造的耐久性的其它益處在 于，根據(jù)本公開的氣囊可以回收并且多次使用。
[0093] 在本發(fā)明的系統(tǒng)的各個實施方案中，在陽模上伸展一個基布層并且以模具的形狀 固化（也參見圖15,在下文討論）。基布由兩個或多個粘合劑涂布的纖維增強的層（例如 單帶）制成。根據(jù)需要可以加入多于一個基布層從而改進(jìn)最終材料的尺寸穩(wěn)定性和撕裂強 度。層的數(shù)目、粘合劑或纖維的類型、表面層的類型或構(gòu)造和基布的初始狀態(tài)（未固化或固 化）均為變量，可以取代所述變量而不改變本發(fā)明的基本理念。該實施方案的至少一個優(yōu) 選應(yīng)用為鞋，其中可以圍繞"鞋楦"伸展基布。在下文中在之后的章節(jié)中描述根據(jù)本公開的 各個鞋類實施方案。在本發(fā)明的系統(tǒng)的各個實施方案中，可以加入額外的單帶層從而限制 沿著特定負(fù)載路徑的伸展。在本發(fā)明的系統(tǒng)的其它實施方案中，可以向圍繞模具固化的堆 疊物加入表面層。
[0094] 在各個實施方案中，單帶層包括細(xì)薄鋪展的基本上平行的纖維，所述纖維由基質(zhì) 粘合劑涂布或埋置在基質(zhì)粘合劑中。組成這些單帶層的單絲纖維這樣鋪展使得組成纖維的 單絲大致上并排設(shè)置，獨立地涂布有粘合劑或樹脂或者埋置在粘合劑或樹脂中。定位可以 使得單絲之間的間隔距離或單絲的面積重量分布為均勻的、非均勻的，或者使得單絲層合 并了包括多個長絲的厚度的較重重量的單帶之間的間隔。定位可以使得單絲之間的間隔距 離為均勻的、非均勻的，或者使得單絲相鄰或重疊。在一些情況下，單絲絲束可以合并構(gòu)成 單絲的捻合或纏結(jié)從而限制或控制鋪展。然而，在包含許多長絲的纖維內(nèi)鋪展和涂布長絲 的理念是相似的。在各個實施方案中，粘合劑包括彈性聚合物。該選擇賦予單帶順從性，并 且允許單帶以其非纖維增強方向伸展和模制。單帶層可以獨立地設(shè)置在模具上用于局部增 強。
[0095] 圖3顯示了根據(jù)本公開的用于制備三維成形制品101的各種工具和模制裝置的實 施方案的截面圖。用于在復(fù)雜部件上模制單帶同時維持纖維均勻性的方法包括首先形成基 布的步驟，其中以不同定向（例如0°和90° )或者根據(jù)特定設(shè)計需要以任何其它相對定 向?qū)蓚€平面單帶層縫紉在一起。所得基布在其斜紋方向上伸展但是長絲通過交叉層的增 強穩(wěn)定。這允許長絲以這樣的方式設(shè)置在模具上并且在模具上伸展，該方式保持長絲對齊 并且最小化起皺纖維。
[0096] 根據(jù)本公開的用于形成三維成形制品的方法的實施方案包括提供陽模和具有基 本上相容尺寸的陰模。第一 0° /90°基布可以由至少一個單帶層制成。以該方式構(gòu)造的 基布明顯在斜紋方向上伸展，因此可以在陽模上伸展。第二0° /90°單帶基布可以與第一 層呈45°定向并且在陽模和第一基布上伸展。任選地，薄膜或表面層在第一和第二基布上 伸展。然后該第一堆疊物可以從陽模除去，反向，并且放置在互補陰模中。任選地，離型內(nèi) 襯（例如聚四氟乙烯）在陽模上伸展。然后離型內(nèi)襯從陽模除去，反向并且放置在陰模中 位于第一