[发明专利]可成形的芯材

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于层压或夹层结构的芯材。

背景技术

在制造复合元件时，为了获得所需要的结构性能，通常希望让元件具有一定厚度，然而优选地不显著增加元件的重量。这可以通过夹层结构来实现，在夹层结构中，相对厚和轻的芯材层被一个或多个刚度更大且更坚固的层限定到两侧。聚合体泡沫通常被用作芯材，这种泡沫诸如为泡沫PVC、轻质木材或具有蜂窝结构的材料。然而，这些材料都存在着一些缺陷。一方面，它们都是相对较昂贵的材料，另一方面，难以使这些材料适用具有相当复杂的几何形状的复合元件。具体地，曲面或-更糟糕的-双曲面就具有这个问题。此时，芯材可被切割成合适的尺寸和形状(这一方面是一个非常耗时和劳动密集的过程，而且另一方面还会浪费相当多的材料)，或者可以从芯材的一侧或两侧形成切面(section)，籍此它更易于适应曲面。然而，后者会导致在复合元件的模制过程中，切面被打开和形成楔块的区域被树脂填满，该复合元件将在其成品状态下通过该材料表现出不同的强度和刚性性能。

WO2004/087410教导了一种用于制造复合元件的纤维强化结构，其由芯层两侧上的两个纤维强化层构成。在这里，芯层由一些细长纤维制成，其中在这些纤维上或在这些纤维之间固定有分开的物体，诸如中空的玻璃珠。芯层通过缝制的方式与纤维层结合。与上述芯材(诸如轻质木材)相比，该芯层更柔韧，但是该芯层仍然不能在不必被切割成合适的块件的情况下适于曲面或双曲面。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于层压或夹层结构的芯材，从而避免上述问题。

因此，本发明涉及一种用于层压或夹层结构的芯材，该芯材至少包括由至少部分渗透的材料制成的外部面，该外部面形成至少一个空间，在该空间内容纳有由可自由移动的离散物体构成的填料。通常情况下，该芯材可同等有利地用于层压物和类似的夹层结构。当在下文中用到术语“层压物”时，其也应被理解为包括夹层结构。填料由可自由移动的离散物体构成，可以得到这样的有利方面，即，芯材变得非常柔韧，因此它非常易于适应和包裹所有的形状，同样也易于适应和包裹例如曲面和双曲面形状。在此描述的芯材的优点还在于：其制造简单且廉价，且还能方便和非常简单地将其放置在模具中。

一个实施例涉及一种芯材，其包括多个通道形状的空间、多个方形图案的空间或多个具有与层压或夹层结构形状相适应的图案的空间。通过提供多个空间，填料可得到更加精确地控制，且材料被放置在倾斜表面上。通过均匀地散布填料，还确保了树脂在最终的层压或夹层结构中的均匀分布，这对于层压或夹层结构的最终强度而言是重要的。此外，本发明的优点在于：填料的量和种类可以得到控制，且能够在芯材中的不同空间中发生变化，因此可针对最终的层压或夹层结构定制芯材的性质，诸如强度、刚度、厚度、重量和悬垂性。类似地，芯材外部的形状可以被定制成层压或夹层结构的形状，从而完全避免出现皱痕和折痕。

然而，另一个实施例涉及一种如上所述的芯材，其包括彼此之间至少部分重叠的多个空间。从而以简单的方式确保填料在整个芯材上的均匀分布，因为重叠的空间可将两个空间之间的接缝周围的填料相对较少的区域隔开。由此还能够构筑均匀且更厚的芯材，同时不会使其柔韧性和悬垂性受到损失。

根据一个实施例，芯材的外部面由至少一个接合起来的层构成，这是一种简单且容易的形成空间的方式。

根据本发明的一个实施例，芯材的一个层通过缝制、胶粘或熔接(这都是一些简单且方便的接合技术)等方式至少部分地接合起来。

芯材中的至少可部分渗透的材料可被制成织物(web)、毡片和/或羊毛，从而确保在模制过程中树脂可渗透芯材，与此同时，根据本发明，用于芯材的填料包括中空玻璃物体或其他中空材料，诸如泡沫塑料。这些材料的优点在于：与重量相比，它们具有较大的体积，且它们也可用作最终的层压或夹层结构中的树脂强化物。

此外，本发明涉及由多个材料层构成的层压或夹层结构-尤其是风力涡轮机的叶片-其包括根据上述一个或多个部分的芯材。其优点与随后的实施例相同，与上述的芯材的优点相同。

本发明还涉及用于层压或夹层结构的芯材的制造方法，其包括以下步骤：形成由至少部分可渗透的材料构成的至少一个空间，并向该空间添加填料。其优点与在上文中与芯材有关的内容中提及的优点相同。

一个实施例还涉及芯材的制造方法，其中通过接合两个至少部分可渗透的层来形成第一空间，接着通过偏移地将另外的层接合到起初的两个层之一上来形成至少部分位于所述第一空间上方的另外的一个或多个空间。