[发明专利]制造椭圆形壳体部分的方法及这种壳体部分

说明书

技术领域

本发明涉及通过灌注工艺来制造椭圆形壳体部分的方法，所述椭圆形壳体部分包括纤维增强的聚合物材料，由此纤维材料被布置在模腔中并且随后用液态聚合物进行浸灌，由此多个纤维层被堆叠以形成纤维插入件，其在已完成的壳体部分中构成诸如主叠层的承载结构，其沿着待制造的壳体部分的纵向方向延伸，由此至少一个内核元件沿着纤维插入件的至少一部分布置，至少一个内核元件具有锥形边缘区段且包括用于液态聚合物的流动通道，由此用来形成纤维插入件的多个纤维层被堆叠，以便使得至少一个内核元件的锥形边缘区段挤入纤维层之间并因此进入纤维插入件中，由此使液态聚合物灌入模腔中，以便其传播通过被堆叠的纤维层并进入至少一个内核元件的流动通道中。

背景技术

WO2009/003477A1公开了一种用于产生复合结构的方法，由此主叠层和内核元件沿着彼此进行布置。例如，内核元件可包括轻木块或泡沫PVC块来形成用于液态聚合物在这些块之间的流动通道。

WO2006/058540和WO2007/098769类似地公开了用于产生复合结构的方法。

在用于产生纤维增强的聚合物材料的聚合物灌注工艺中，最重要的是遍及成品将纤维材料进行合适地浸灌以便获得所需要的强度。如果遍及成品从一个位置至另一个出现了增强的纤维材料的聚合物或树脂含量上的改变，则产品性质的这种变化可由于所谓的切口效应而导致产品中弱点。

在形成纤维插入件的纤维层与内核元件之间的过渡区域中，可实现渐变的过渡，其中内核元件的锥形边缘区段被挤入纤维插入件中。然而，在聚合物灌注期间，传播通过被堆叠的纤维层的液态聚合物流可在过渡区域中加速，因为多孔纤维材料的截面面积在内核元件的锥形边缘区段上减小。结果，液态聚合物可循迹进入内核元件的锥形边缘区段的流动通道中，从而相比于已完成壳体部分的其它区域，在该流动通道入口处所完成的增强纤维材料的聚合物含量略微减少。如以上所述，产品性质的这种变化可由于所谓的切口效应而导致产品中弱点。在某些情况下，这样的弱点以表面中白色条纹的形式在成品上是可见的。

发明内容

本发明的目的在于减小弱点(weak point)出现在已完成的壳体部分中的风险。

鉴于此目的，至少一个内核元件由第一内核部分和第二内核部分构成，第一内核部分和第二内核部分在待制造的壳体部分的纵向方向上沿着彼此(例如，并排地)布置，以便第一内核部分被布置在第二内核部分与纤维插入件中心线之间，由此第一内核部分形成内核元件的锥形边缘区段的至少一部分，并且由此第一内核部分的表面具有比第二内核部分的表面更高的液态聚合物渗透率，以便在灌注期间，液态聚合物穿透第一内核部分的表面比其穿透第二内核部分的表面更为容易。

以此方式，由于第一内核部分的表面具有相对较高的液态聚合物渗透率，液态聚合物进入第一内核部分表面中的流动可在表面区域上更均匀地分布，以便循迹进入第一内核部分的某些以及可能明显的流动通道的现象可显著地减少或消除，从而显著地减小或消除了已完成的壳体部分中弱点的风险。

在液态聚合物的灌注期间，聚合物沿着从纤维插入件至第二内核部分的方向流动，以便聚合物在其至第二内核部分的路线上经过第一内核部分。如以上所述，在聚合物灌注期间，传播通过被堆叠的纤维层的液态聚合物流可在过渡区域中加速，因为多孔纤维材料的截面面积在内核元件的锥形边缘区段上减小。如果聚合物沿着从纤维插入件至第二内核部分的方向流动，并且因此其可具有的又一优点在于第一内核部分的表面具有比第二内核部分的表面更高的液态聚合物渗透率，则在减小已完成的壳体部分中硬化聚合物欠饱和区域的风险这方面，该效果可进一步提高。换言之，灌注以及因此还有树脂入口通道就被布置使得树脂从纤维插入件传播至第一内核部分并且朝向第二内核部分传播。

换言之，根据本发明的通过灌注工艺来制造包括纤维增强的聚合物材料的椭圆形壳体部分的方法包括以下步骤：

a)将纤维材料布置在模腔中并且随后用液态聚合物对其进行浸灌，由此多个纤维层被堆叠以形成纤维插入件，其在已完成的壳体部分中构成了诸如主叠层的承载结构，其沿着待制造的壳体部分的纵向方向延伸，

b)使至少一个内核元件沿着纤维插入件的至少一部分进行布置，所述至少一个内核元件具有锥形边缘区段，并且包括用于液态聚合物的流动通道，

c)堆叠多个纤维层来形成纤维插入件，以便使得所述至少一个内核元件的锥形边缘区段挤入纤维层之间并因此进入纤维插入件中，

d)将液态聚合物灌注到模腔中，以便其传播通过被堆叠的纤维层并进入所述至少一个内核元件的流动通道中，