[发明专利]用于制造增强的泡沫材料的装置

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料制造的技术领域。本发明特别是涉及一种用于制 造增强的泡沫材料并用于将纺织半成品容纳到弯钩中的装置。此外本发明 涉及一种用于制造增强的泡沫材料的系统以及一种用于为了增强泡沫材 料而将纺织半成品容纳在弯钩中的方法。本发明还涉及增强的泡沫材料在 飞机中的应用以及一种具有这种增强的泡沫材料的飞机。

背景技术

由于复合材料特别是夹层结构的良好的刚度或强度相对于密度的 关系，其广泛地应用在飞机制造领域。夹层构造通常由上表层和下表层 构成，在这些表层之间为了提高刚性例如设有由垂直伸展的六边形横截 面的小室构成的蜂窝状夹芯结构。

相比于这种蜂窝结构，泡沫材料的特殊的机械的潜能由于其结构而 比较低。但泡沫材料特别是在部件制造中以及在拓宽的部件特性领域中 由于其多功能性而对于用于在构造上的航空用途的夹层构造中的应用 来说意义重大。因此进行了各种不同的尝试，以提高泡沫材料的机械特 性，而不会出现密度大大增大的现象。采用缝纫技术、穿入销钉或类似 的方法使得夹芯部分局部增强，而不会明显增加结构的重量。另外，在 不同的方法中存在如下可行性，即夹芯结构的机械特性通过局部地改变 销钉密度(Pindichte)和销钉角度来根据应用情况局部地适配调整结构 的机械特性。除了静止时重要的机械的特性外，所述夹芯结构还具有一 种对于碰撞即撞击或碰撞程度来说非要重要的特性。就增强的泡沫材料 而言，例如可以产生防止破裂的作用。

带有硬泡沫芯的夹层构造特别是在热绝缘和声绝缘的区域中以及 在其制造方面具有优于蜂窝结构的优点，但由此已表明不利的是，它们 只有较小的机械特性。为了补偿机械上的缺点，采用缝纫技术，利用这 种技术可以将纤维、纤维束或纱线引入到硬泡沫部件中。在树脂浸渍过 程之后，穿有纤维的区域于是有助于对泡沫材料的机械增强。

按照标准的用于增强泡沫材料的缝纫方法在于，用针穿过泡沫材 料，同时牵引纱线或纤维束或纤维穿过硬泡沫材料。为了固定纱线，采 用两种不同的方法。

其一为可以采用所谓的簇绒缝纫方法牵引纱线穿过硬泡沫材料层， 并将纱线固定在位于相反侧的衬底例如硅橡胶中。在缝纫好之后将衬底 去除。

第二种缝纫方法属于一种双面缝纫方法，其中利用针将面纱从夹层 构造的表层刺穿层结构。面纱接着通过底纱被固定在层结构的相对侧。

在针和纱线同时进入到泡沫材料中的条件下，将在泡沫材料中产生 其大小大于所引入的纤维量的直径的孔。如果例如对硬泡沫材料进行后 续处理，如浸渍，则未被纤维束填充的孔的留下来的空腔被填充以树脂。

已知的这些缝纫方法的共同之处在于，首先针穿过泡沫材料，同时 将纱线引入到泡沫材料中。在此，在刺入到泡沫材料中期间，纱线平行 于针且基本沿着针的整个长度延伸。刺入孔的大小由此由针直径和纱线 的粗度来确定。

所有这些已知方法的一个缺点在于，在针从泡沫材料中拉回之后， 留下来的孔与所引入的纱线的粗度相比太大。这会导致在浸渍树脂之后 未填充纤维的孔区域被填充有树脂，由此无法象所希望的那样利用纤维 对机械的特性进行改善，而是取决于方法基本上基于被装入的树脂。但 相比于蜂窝结构，对特殊的即重量相关的机械特性的改善对于在飞机制 造中所必需的轻型结构潜能来说太小，从而仅仅很少使用如此增强的泡 沫材料。

为了说明本发明的重要性和优点，需要注意制造增强的材料的技术 领域的如下结果：