[发明专利]制造夹层构件的方法及压机

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造具有开口芯结构和施加到其每一侧的覆盖层 的夹层构件，其中用可固化的塑性材料形成所述覆盖层，并且在密闭装 置中在压力下固化所述夹层构件。

此外，本发明涉及一种用于实施根据本发明方法的压机，所述压机 具有两个通过至少一个加热器可控制温度的压区，所述压区由框围绕， 以便将其封闭，其中可以将芯结构以及用可固化的塑性材料形成的至少 两个覆盖层放置在框中的适当位置，以便形成夹层构件。

背景技术

通常，由将覆盖层施加到其每一侧的芯结构形成用在轻型结构尤其 是航空器结构领域中的夹层构件。覆盖层通常由预制的所谓的“预浸”材 料制成。该预浸材料是织造增强纤维材料、夹层增强纤维稀松布，或者 包含在工厂中已用可固化塑性材料(例如环氧树脂、聚酯树脂、酚醛树 脂或BMI树脂)预浸渍的不连续的增强纤维。预浸材料具有有限的保存 寿命，甚至在低储存温度下也是如此，并且必须在短时间内处理。通常 使用蜂窝结构或包含各种几何形状的折叠的蜂窝结构。

为了制造夹层构件成品，例如平坦的夹层板，优选把覆盖层放置在 芯结构每一侧的适当位置上。根据刚度要求，覆盖层可以包含将一层放 在另一层之上的多层，所述多层含有预浸材料。然后在合适的装置中尤 其是在压机或高压釜中在高温高压下，在精确限定的时间内固化该结 构，以便形成夹层构件成品。

由于与环境温度相比时所需的固化温度例如140℃是高的，所以芯 结构的每个室中的内部压力升高。因为包含在覆盖层中的可固化塑性材 料在固化过程中改变其粘度，所以起初内部过压力可以从室中逸出。当 在固化过程完成后夹层构件冷却时，在芯结构的各个室中产生微小的负 压，所述负压在芯结构的每个室之上导致凹痕。上述行为与所用的可固 化塑性材料或树脂体系无关。

为了确保最终的夹层构件(尤其是用作用于航空器客舱的内衬构件) 的足够的表面品质，通常需要一些精细的表面再加工，例如磨削和平整。 此外，在固化过程期间，由于蒸汽的形成，塑性材料或预浸材料可以在 至少部分区域中起泡，使得在覆盖层内表面的区域中影响覆盖层和芯结 构之间的机械连接。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种制造夹层构件的方法，所述方法可以 制造具有最佳表面的夹层构件。

该目的首先由具有权利要求1的特征的方法实现。

通过在覆盖层的至少部分固化之前，将填充气体尤其是氮气或空气 引入到芯结构中，能够制造具有几乎最佳表面特征的夹层构件，这通常 不需要任何机械再加工，其中选择填充气体压力使其小于或等于密闭装 置的操作压力，以便尤其是在至少很大程度上防止在覆盖层中形成凹 痕。

根据本发明方法的一个实施方案提供作为覆盖层固化度函数的通 过控制和调节装置可改变的填充气体压力。这样能够非常精确地控制根 据本发明方法的进展，所述控制得到夹层构件的几乎最佳的表面，尤其 是没有任何凹痕等。

本发明的另一个有利的实施方案使得填充气体的温度降低，以便减 少夹层构件在装置中的停留时间。因为缩短了固化夹层构件的冷却时 间，所以这能够加快整个生产方法。

根据本发明的其它实施方案，用压机或高压釜固化夹层构件。为了 实施根据本发明的方法，首先把至少一个覆盖层、随后把必需的开口芯 结构、以及至少一个另外的覆盖层放置在压机中，并在高温高压下固化， 其中所述芯结构填充有填充气体。在该方法中，填充气体的压力必须不 超过压机的操作压力，以便在固化过程中使覆盖层充分地适合于芯结构 并由此使覆盖层足够强地结合到芯结构上。在一种可替代的方法中，也 可以在高压釜中进行夹层构件的固化。在该方法中，必须再次选择高压 釜的内部压力，使得其超过填充气体的压力。

根据本发明方法的另一个有利的实施方案提供可通过控制和调节 装置得到的覆盖层的固化度，尤其是覆盖层的粘度状态，并由此改变填 充气体的压力。

这样通过增加填充气体的压力几乎可以完全抑制覆盖层中凹痕的 形成，所述凹痕在冷却过程期间在芯结构的室中出现，并且出现凹痕时 将必需精密的机械再加工。在该方法中，当与通过根据经验确定的在每 种情况下所用的预浸材料或所用的树脂体系的例如与时间相关和/或与 温度相关的固化曲线来间接地确定各自的固化度相比时，直接测量覆盖 层的固化度能够更精密地控制夹层构件的芯结构中的填充气体压力，所 述填充气体压力是避免凹痕所必需的。