[发明专利]由复合材料制成的模具及相应的成形单元

说明书

本申请为申请日是2010年6月14日为优先权日，申请号是201180028871.9，发明名称是“由复合材料制成的模具、以及用于其制造的主设备和方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及由复合材料制成的模具，以及可以使用该模具的方法。

背景技术

已知的RTM(Resin Transfer Molding，树脂传递模塑成型)方法采用由钢制成的模具用于承受树脂注入所需的高压，甚至高于15巴。

纤维层的成形和随后将其沉积到模具中可以是自动化的，从而使得采用这种方法生产的部件更加可重复的和经济的，但是，RTM方法的模具是沉重的、昂贵的和庞大的。此外，金属模具需要复杂的设计，必须考虑到它们在树脂的固化过程中的热膨胀，以避免成型产品堵塞在模具内。

轻型RTM方法，其中半刚性模具设置在刚性模具上，已知用于克服这些技术问题。在低于1巴的压力注入树脂，空气(0.5巴)从中心低点抽吸以利于树脂的流动。两个模具之间的连接通过沿两个模具的边缘形成真空(0.1巴)获得。该方法，虽然它采用轻型和经济的装置简单地进行，但是不允许以与RTM方法相同的速度和相同的质量制造产品，因为注入压力是相对低的，产品朝向半刚性模具的侧面具有粗糙表面。此外，在轻型RTM方法中采用的低压不保证干纤维的正确和完整的浸渍，从而导致低质量部件的制造。

EP1721719和FR2864801披露了RTM方法，其中模具由复合材料制成。特别地，披露在FR2864801中的模具反过来由RTM方法制成，其中树脂仅在纤维已经设置在由复合材料制成的模具和主设备或模板之间后注入。这些已知的模具是相对昂贵的，由于采用用于其制造的RTM方法以及在制造第二模具期间需要布置模板在准备好的第一模具和第二模具之间。已知的由复合材料制成的模具还需要复杂的支撑结构和/或必须是比较厚的用于承受RTM方法的压力，因此价格昂贵。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种方法，它没有所有上述缺点，即一种方法，其是快速的、经济的且易于自动化的，并允许采用轻型和紧凑的装置获得高质量的产品。所述目的用模具和方法实现，其主要特征分别披露在权利要求1中，而其它特征披露在其余的权利要求中。

根据本发明的方法提供用于通过用树脂预浸渍的多层碳纤维(也称为预浸料)层获得的模具并用于通过在烘箱或高压釜中加热这些模具固化最终产品，而不是采用带加热的模具的压力机。因此，与RTM方法相比，树脂可在较低压力下注入，但无论如何足够的，以确保形成最终产品的基体的干纤维的正确的和完全的浸渍。

与轻型RTM方法相比，所述压力优选更高，特别如果模具通过肋筋或其它加强件变硬。

模具之间的连接通过特别的机械紧固装置和垫圈获得，其允许在树脂的注入压力下保持模具密封闭合。

模具优选整合特别的衬套，其允许在模具之间的精确的和抗性的机械紧固，和特别的装置如注入器、吸嘴和/或吸取器的容易及快速的添加。

至少一个模具包括用于在树脂到达腔体之前均匀分布树脂的特别的渠道和/或狭缝，以便获得无缺陷如中空空间、孔、脱层或干燥区的产品。对应注入器设置的特别的凹陷部分避免由于树脂的注入压力导致的模具的磨损。

模具的生产优选地以快速和精确的方式通过特别的主设备获得，主设备配备最终产品的立体模板和机械设置，如用于在模具中获得特别的界面的基准表面、用于获得适合于加强模具的相应壁、用于在模具中精确设置衬套的销、用于在模具中获得渠道或凹陷部分的可移除的弹性部分和/或凸起部分。几个相同的模具可以用单一主设备生产，以便以相对简单和经济的方式增加根据本发明的方法的生产率。

此外，根据本发明的模具是轻型的，并不是非常庞大的，以便在使用之前、期间和之后，例如，当在烘箱中或在高压釜中准备、填充并设置它们时，可以很容易操作它们。

由于模具由与产品基本上相同的材料制成，它们经受基本上相同的热膨胀，以便补偿由于这些膨胀导致的负面影响，如果有的话。

如果在方法中采用成形单元，所有上述优点显著增加，在成形单元中所有模具，即至少两个互补的模具，根据本发明制造。

附图说明

从下面的其两个具体实施例的详细的和非限制性的描述并参考附图，根据本发明的方法和设备的进一步的优点和特征对于本领域技术人员将变得清楚，其中：

图1显示可以用根据本发明的模具制造的产品的立体图。

图2显示根据第一具体实施例的第一主设备的仰视图。