[发明专利]用于制造纤维增强的热固性复合材料的方法和设备

说明书

本发明公开了用于制造纤维增强的热固性复合材料的方法和设备。制造纤维增强的热固性复合材料的方法包括：牵引包含浸渍有热固化热固性树脂的增强纤维的连续材料的第一部分通过模具。该第一部分在模具中受到电磁微波场，以将该第一部分至少加热至热固性树脂的固化温度。牵引连续材料的第二部分通过模具。降低模具中的电磁微波场，使得该第二部分不被加热到固化温度。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年2月10日向德国知识产权局提交的德国专利申请第102014202352.1的优先权的权益，通过引用将其全部内部结合于此。

技术领域

本发明涉及一种用于制造纤维增强的热固性复合材料的方法和设备，并且更具体地，涉及一种用于通过使用拉挤工艺来制造多曲线纤维增强的热固性复合材料的方法和设备。

背景技术

在汽车制造的领域，通常采用具有多个曲线的各种结构部件，诸如整流罩横栏、稳定杆、和螺旋弹簧。通常，通过复杂但良好-可管理的工艺，利用成型为管或螺旋线(coiledwire)的钢铁(steel)作为基础材料来制造这些部件，该良好-可管理的工艺涉及诸如冷弯或拉拔(drawing)、淬火以及用于腐蚀保护的涂覆的步骤。因为基于钢铁制造的部件是汽车的总重量的主要因素，所以期望通过将钢铁替换为具有较低重量而强度类似的材料以显著降低汽车的总重量和能量消耗，诸如纤维增强纤维的塑料复合材料。

然而，由于材料特性差异，用在使用钢铁制造多曲线形部件的工艺通常不能用于纤维增强的复合材料。存在可用于制造一般的纤维增强的复合材料，特别是热固性复合材料的方法，称之为拉挤，其中诸如纤维、织物、或编织股(braided strands)的增强材料浸渍有树脂，并且通过加热的固定模具牵引，并且该树脂发生聚合。然而，由于几何困难，在拉挤模具中仅能够模制直线或单个弯曲的形状，使得使用热固性复合材料制造多曲线性部件是不可能的，热固性复合材料需要在拉挤模具中固化(cure，硬固)以获得期望的形状。

EP0802851 B1公开了包括以下步骤的工艺：通过温度可控的拉挤模具牵引浸渍有热固化的热固性聚合物组合物的增强。控制拉挤模具的温度和材料的拉拔速度，使得在拉挤模具中预定长度的材料基本上固化。降低拉挤模具的温度，使得穿过拉挤模具的预定长度的材料基本上保持未固化。从拉挤模具出现的材料的未固化部分被重新成形，并且固化重新成形的部分。重复地加热并且冷却拉挤模具，因此增加了制造期间的能量消耗并且限制了速度。具体地，为了提供在固化和未固化部分之间的急速过渡，通过拉挤模具牵引材料的步骤在模具被冷却的同时必须中断或以非常慢的速度执行。

发明内容

本公开提供了制造纤维增强的热固性复合材料的方法和用于制造其的设备。

根据本公开的实施方式，制造纤维增强的热固性复合材料的方法包括牵引(pulling)包含浸渍有热固化热固性树脂的增强纤维的连续材料的第一部分通过模具。在模具中的第一部分受到电磁微波场，以将第一部分至少加热至热固性树脂的固化温度。牵引连续材料的第二部分通过模具。减小模具中的电磁微波场，使得第二部分不被加热至固化温度。

在减小电磁微波场的步骤中终止电磁微波场。

通过持续地牵引连续材料通过模具来执行牵引第一部分的步骤和牵引第二部分的步骤由。

该方法进一步包括重新成形连续材料的第二部分，并且将第二部分至少加热至热固性树脂的固化温度。

持续执行重新成形的步骤。

重新成形的步骤包括在多个滑轮之间引导连续材料，并且沿垂直于连续材料的纵向方向的重新成形方向移动至少一个滑轮。

通过在冲压机中冲压连续材料的至少第二部分执行重新成形的步骤。

加热第二部分的步骤与重新成形第二部分的步骤同时执行。