[发明专利]由纤维复合材料构成的工件的制造方法以及具有沿长度方向改变横截面的轮廓的纤维复合件

说明书

技术领域

本发明涉及一种由纤维复合材料构成的工件的制造方法以及一种相应的、特别是能实施按照本发明的所述制造方法的设备。 

在下文中，虽然本发明以涉及飞机中的承重结构的制造为基础进行说明，但本发明并不限制于此，而是在普遍程度上涉及由纤维复合材料构成的工件，特别是细长工件的制造。 

背景技术

纤维复合材料的高拉伸强度和低固有重量在飞机制造领域得到证明。除了例如那些在外壳内的扁平件之外，细长件，例如所谓的纵梁，都是由纤维复合材料形成。具有相同横截面的纵梁可凭借连续流(continuous-flow)方法制成。 

在飞机中需要具有不同横截面的纵梁。这需要提供不同工具以方便不同形状纵梁的宽范围。此外，还需要沿长度方向具有不同横截面的纵梁。至今，具有相同横截面的纵梁已通过应用由复合材料构成的附加单独层而适合于人工制造。以这种方式制造的纵梁的质量仅仅是平均水平，而且此方法复杂。 

发明内容

本发明的目的是提供一种制造方法以及一种设备，凭借所述方法和设备，可由纤维复合材料制造工件，所述工件可具有宽范围的横截面，并且可优选使用单独工具制造。所述制造方法优选以连续制造方法执行。 

出于此目的，本发明由纤维复合材料构成的工件的制造方法提供以下步骤： 

(a)提供至少一支撑装置； 

(b)使一种由预浸渍的纤维半成品构成的主要材料和/或一种次要材料与至少一支撑装置相配合，以形成至少两个毛坯模区域；该区域的形成方式使所述至少一毛坯模区域具有所述主要材料并且所述至少一毛坯模区域具有所述次要材料； 

(c)使所述至少两个毛坯模区域以一种方式彼此挤压以形成工件毛坯，形成工件毛坯的方式使所述至少一支撑装置设置于所述工件毛坯的表面；以 及 

(d)从所述工件毛坯移除所述至少一支撑装置和所述次要材料，以形成所述工件。 

所述工件凭借所述制造方法由所述主要材料形成。 

按照本发明的所述制造方法藉由所述次要材料使所述工件的横截面与工具的横截面相配。所述工件毛坯优选在其全长具有相同的横截面，所述横截面由所述工具预先确定。 

当所述毛坯模彼此连接时，至少为了主要条件，即在合适的压力和合适的温度条件下，所述次要材料优选为使其具有与预浸渍纤维半成品相似的机械性能。 

可将所述至少两个毛坯模区域完整设置于一个毛坯模上。然后，为了压粘，可将所述毛坯模在纵长方向折叠或开槽。可同样将每个毛坯模区域设置于单独的毛坯模上，即每个毛坯模区域恰好对应于一毛坯模。 

按照一种改进，由预浸渍纤维复合材料和/或所述次要材料构成的多个层以一种方式用于所述支撑装置的第三区域中，使得由所述主要材料构成的层没有被由所述次要材料构成的层覆盖。这确保了所述次要材料沿所制造的所述工件毛皮的表面设置，并确保了随后所述次要材料可被全部移除。此外，在所述工件内，这允许由所述主要材料制成任何希望厚度和强度的区域。 

一种改进为所使用的所述主要材料和/或所述次要材料提供一厚度，在任何情况下，使得所述毛坯模区域的厚度均匀一致。 

所述预浸渍纤维半成品可为有机织物、针织物和/或纤维织物。为此目的的所述纤维半成品优选具有彼此在方向上成合适角度的纤维。按照一种改进，在由偶数个单独层形成的所述纤维织物的奇数单独层内，第一纤维排列在第一方向，在所述纤维织物的偶数单独层内，第二纤维排列在第二方向，所述第一方向以30度至60度的角度倾斜于所述第二方向。所有所述奇数单独层的所述第一方向相同，且与奇数单独层邻接的所述第二方向设置为镜像对称于所述第一方向。 

所述支撑装置可为薄膜。 

所述预浸渍纤维半成品优选具有碳纤维。 

所述次要材料可为含玻璃纤维的半模。 

按照一种改进，在所述压粘步骤前，一第一所述毛坯模与一第二所述毛坯模平行设置，且而后这两个毛坯模彼此压粘。 

一种改进为所述第一毛坯模区域和所述第二毛坯模区域提供曲线的压粘。