[发明专利]具有树脂分配网路的大型复合结构

说明书

发明领域

本发明涉及增强纤维树脂复合结构的制造，尤其是涉及大型复合结构的真空加力树脂压铸方法以及该方法中所使用的工具。

发明背景

真空加力树脂压铸法(VA-RTM)一直被用来制造许多大型的纤维增强复合结构比如船体等，其中包括多孔材料和软木芯子。芯子的外侧用纤维增强树脂覆盖。在VA-RTM方法中，将增强纤维，可以是纤维或织物，在干燥状态下在面模上排布在最终产品形状所需的芯子的材料上。然后，将敷设层封装在真空袋中，在真空状态下，用树脂浸渍，再使树脂固化。

各种不同的方法被用来实施和增强树脂的分布。这些方法包括在纤维层外面放置易于处理的分布媒介，和设置穿透芯子的孔和/或槽，以使树脂可由增强纤维层的外面流进里面。例如，可参阅美国专利No.5,316,462和No，4,560,523。在封闭模树脂注射方法中，在多孔材料芯子上使用了供料槽，以助于树脂的流动，这一点可参阅美国专利No.5,096,651。

发明简述

本发明涉及一种在用真空加力树脂压铸法(VA-TRM)制造大型复合结构时的分配树脂的方法，以及用这种方法制造的复合结构。复合结构是用纤维增强树脂包裹内芯制成的。在本发明的一个实施例中，树脂直接输送到与若干在内芯表面上形成的较小的微槽相连的主供料槽网路。树脂从供料槽和微槽向外流动，由芯子穿过增强纤维。在本发明的第二实施例中，在内芯和增强纤维之间设有单独的分配媒介。树脂直接输送到芯子表面上的一个或多个主供料槽，通过分配媒介穿过增强纤维。另外，主供料槽可环绕芯子形成供料环，可以浸渍横向结构部分。

在另一个实施例中，用带有表面结构的金属板制成了一体化的真空袋和模子。表面结构为在板的一面加工出的距离很近的凸起部分，而在板的另一面则有对应的凹入部分。在距离很近的凸起部分之间形成的凹槽就成为树脂分配网络。在板上直接加工出主供料槽。带有表面结构的板子也可用作模板，该模板可用来制做其他工具。

利用这个方法，需用多个芯子的大型复合结构能够在通常的乙烯基酯或聚酯树脂的胶凝时刻之前迅速成型，并可将树脂用量降到最低。将树脂通过真空袋直接输送至供料槽，供料就不仅局限在构件边缘或工具的入口处。相邻的芯子可通过一个树脂入口供料。树脂分配网络可保留在成品件上，省去了对分布材料的处理。这样，微槽在固化后充满了树脂，因而增加了层间剪切强度和剥离强度。特殊结构，如抗剪带、承压腹板、梁等，可在压铸过程中直接与复合结构件制成一体。

附图的简要说明

下面结合附图对本发明进行详细叙述，以使本发明更易于完全理解，附图包括：

图1为相应于本发明第一实施例的复合结构的芯子的透视图；

图2为相应于本发明第一实施例的制造中的复合结构的断面示意图；

图3为相应于本发明的制造中的另一复合结构的透视图；

图4为相应于本发明的制造中的复合结构的透视图；

图5为相应于本发明的复合结构的另一芯子的透视图；

图6为相应于本发明第二实施例的复合结构的芯子的透视图；

图7为相应于本发明第二实施例的制造中的复合结构的断面示意图；

图8为使用一体化模子和真空结构的制造中的复合结构的断面示意图；

图9为用于制造复合结构的刚性模和挠性盖的断面示意图；

图10为带有多个主供料槽的复合结构的芯子的透视图；

图11为相应于本发明另一实施例的用于制造复合结构的一体化模子和真空袋的断面示意图；

图12为制做如图11所示的一体化模子和真空袋的带有表面结构的板的一个表面的透视图；和

图13为图12中带有表面结构的板的另一面的透视图。

对本发明的详细描述

根据本发明制造的大型复合构件包括芯子12，如图1所示。芯子由能承受真空压力的材料制成。常用的材料包括多孔材料，如聚氨酯、聚氯乙烯或软木。芯子可以是实体的或空心的，如多孔聚乙烯。也可以使用混凝土。图示的芯子呈矩形块状，也可以是其它形状，后面将做深入讨论。

在芯子的表面16上设有一个或多个主供料槽或通道14。主供料槽可环绕整个芯子形成一个环。在芯子的表面上还设有由横截面积比主供料槽更小的通道组成的与主供料槽相连通的树脂分配网路。