[发明专利]复合环的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于纤维和可固化树脂的复合材料、由这样的材料制成的复合部件，以及用于制造这样的复合材料或部件的方法和设备。

背景技术

专利申请EP-A-1 074 369(或专利US-B1-6 875 297)描述了制造具有给定厚度、凸形的复合部件的方法，所述复合部件在平行于至少一个择优加强方向上包含加强纤维，该纤维被包埋在基于组合物的基体中，该组合物包含能够通过电离辐射得以固化的树脂；所述方法包括以下步骤：

-排列所述加强纤维基本平行于一个平面，并用所述液态的组合物浸渍它们；

-将包含所述纤维的组合物，以厚度小于所述给定厚度的一层暴露于电离辐射，从而部分聚合树脂并获得预复合材料(precomposite)，在预复合材料中所述组合物为固相；

-从由此获得的固体预复合材料中除去单个切片(individualsections)，并将单个切片通过如下方法应用于表面为非平面形状的支承件(support)：将其相互堆积至所述给定厚度指示的数目，使它们密切配合支承件的形状，从而得到受力单个切片的堆积层；

-最后在高压和高温下，对由此获得的堆积层进行最后的模塑处理，从而使树脂继续聚合，并由此将各种预复合材料切片结合在一起。利用所述的方法，有可能获得能够特别用于制造汽车非充气轮胎的复合部件。

但是，该方法的一个缺点在于必须在固化树脂型基体后，首先将固体预复合材料切成单个切片，然后将受力单个切片叠加成最终所需的形状；因此从工业观点来看，不利于进行很多连续加工操作，且与对高生产率的追求相抵触。

专利申请EP-A-1 174 250(或专利US-B2-6 926 853)提议：

-在浸渍排列的纤维前对其进行脱气；

-脱气后接着进行真空下浸渍，使预浸渍体通过具有预定面积和形状截面的整形模，从而使该预浸渍体具有预定的形状，例如具有圆形截面的线形(例如参见其图1至3)或者更具体地为带束(tape)形状(参见其图4至7)；

-然后，顺流模具，在被称为稳定腔的腔中对树脂进行基本固化以稳定所述线或带束，所述稳定腔包括一系列在紫外光或可见光范围内发射的辐照管(例如在图1和4中分别参见131和231)；和

-最后将所述固体(稳定的)线或带束卷绕到大直径接收卷轴上(例如参见其图1中的141)，用于中间存储。

接着，有可能通过先开卷(unwinding)，然后围绕具有合适形状的任何支承件重卷所述线或带束的固体层的方法制造复合部件。

但是，虽然由此除去了上述进行切片和组装预受力切片的不利之处，最后还是需要在极高的压力下于模具中的固化操作，没有该操作，不可能将所述单个切片结合到一起，从而获得具有高疲劳强度，特别是由极高“ILSS”(层间剪切强度)值所示的高剪切强度的复合部件。

但是，用公知的方式，在高压下于模具中的固化操作具有其自身的缺点，其中包括高模塑成本、需要控制密封和均匀压力分布(这是最终工业成本高的原因)。例如，为了在约50巴的极高压力下具有均匀的固化压力，必须使用挠性固化膜，但其寿命已证明是有限的。

发明内容

随着研究，本申请人发现了一种新方法，该方法有可能制造以连续环形式、具有极高品质的复合部件，同时克服了上述主要缺点，即一方面除去了进行切片及其后的经叠加重新组装的操作，另一方面，避免了在高压下于模具中的固化。

因此，本发明的一个主题是通过连续卷绕并叠加数层包埋在基于包含交联树脂组合物的基体中的加强纤维的带束，来制造基于纤维和交联树脂、以连续环形式、具有封闭几何的复合块的方法，所述方法从上游到下游包括如下步骤：

■取得直线排列的加强纤维，并向进料方向传送该排列；

■通过真空作用对排列的纤维进行脱气；

■脱气后，在真空下采用液态的所述树脂组合物浸渍该排列的纤维；

■使如此获得的预浸渍体通过模具，从而使得该预浸渍体形成由处于液体树脂基体中的加强纤维组成的带束形式，所述带束的厚度小于0.5毫米；

■通过叠加预定数目(标记为“Nc”)层的该带束，使该带束堆积在限定了复合块最终形状的支承件上，并单向地将该带束卷绕在支承件上，从而在该支承件上直接形成所述连续环，且Nc小于15；

以及

■一旦连续环由此形成，则对其液体树脂进行至少部分聚合处理以稳定该环，然后将其从支承件上除去。