[实用新型]用于修整预制半成品的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于修整由纤维材料构成的预制三维模制半成品的装置。

背景技术

由纤维材料构成的预制三维模制半成品由一般现有技术已知为用于通过注射成型方法或者树脂注射或树脂融合方法(RTM、VARI、VIP)、例如高压方法的方式而被进一步加工以形成纤维增强的模制部件的半成品。

例如，DE 10 2010 043 666 A1描述了分别用于制造这样的三维预模制的半成品或三维预制件的方法和装置。在这里描述的装置还可被称为夹紧装置，在这种情况中其能够使一层或者特别是多层机织织物、针织织物或钩织织物形成预定的三维形状，并且特别地使得纤维在这种情况中并不被加载有拉伸应力。与关于单独的层的表面积来说典型地约为5-30g/m²的少量粘合剂一起，三维预模制的半成品由此而获得。这种三维预模制的半成品由此沿着其外部边缘而被切割为形状，并且据此例如可在具有高压注射设备的压机中被进一步加工。

分别被覆合为三维形状或轮廓的单独层的纤维材料的粘着在这种情况中通过所描述的少量的粘合剂或者粘结材料来实现。然而，在这种情况中，粘结材料仅期望为如上所述的相对少的含量，从而不会影响或者仅最小程度地影响最终形成的纤维增强部件的之后特性。三维预模制的半成品因此而仅具有非常低的尺寸稳定性，并且具有相对高的柔性。

通过将三维预制半成品放置于压紧工具内来随后进行三维预制半成品的进一步加工。半成品的外周形状在这种情况中必须沿周缘非常精确地止于模制工具的内部轮廓，从而在一方面实现纤维的完全覆盖，并且在另一方面确保模制工具的完全闭合。如果在边缘区域内纤维材料过大，则其将在模具的密封元件之间突出。这种模具将不再完全密封地闭合，这将会是特别是在高压RTM方法中决定性的缺陷。如果预模制的三维半成品的外部轮廓过小，那么将导致所注 射的载体树脂在边缘区域内不断增加地积聚，这也是不期望的，因为这样将导致在边缘区域内恶化和/或不希望的材料性能。三维预制半成品的外部轮廓因此必须实现尺寸精度，其对于这样的条件为相对高的，呈±1mm的量级。由于三维预模制的高挠性或者缺少三维预模制的半成品稳定性，这就存在着对于所谓的修整的明显需求，即将三维预制半成品的尺寸切割为其最终外周形状。由于所要求的半成品的高挠性，半成品会在非常低的切割力的作用下发生显著的变形，这由此而对切割误差具有极其反面的作用。由此，在现有技术中已知的一种解决方案为通过激光切割设备的方式对外周形状进行修整。然而，这种方案的成本是极高的，并且因此仅在有限的情况中是具有成本效益的或者根本不存在这样的情况。

WO 91/17035 A1描述了另一种方案。该文献使用的三维预模制的半成品在不进行在先修整的情况下而被放置在具有注射模具的压紧工具中。随后，描绘随后的工件的整个外周形状的刀具在压紧工具中在切割相配层上从顶部行进至底部，并且在这种情况中切掉纤维材料。其后，切割刀具内侧上的封条被下压，从而密封树脂被由此而注射至其中的区域。这种构造在这种情况中为相对不柔性的，并且具有数个缺点。特别地，切割刀具必须是存在的，其完全地描绘了每种情况中在后工具的外部轮廓或外周形状。另一个缺点在于，在通过切割刀具切下外周的过程中，该切割刀具从顶部至底部挤压至切割相配层上，纤维材料的纤维被部分地并且特别是被不均匀地张紧和碾压，从而导致最终部件中不期望的材料特性。另一个缺点在于封条必须沿着刀具，并且因此特别地不适用于高压应用，因为取决于封条和刀具之间的摩擦，可能会发生泄漏。此外，纤维材料必须通过封条而被推回，其被实施为渐缩到一点，其在一方面可能会松弛所引入的张力，但是在另一方面还可能会导致纤维材料的压缩，这相对于所引入的张力来说为更不期望的，因为它们会在纤维材料内产生波状。由于构造，另一个缺点在于纤维材料在边缘区域、特别是在切割边缘的端侧不会被所注射的树脂润湿或者仅被不充分地润湿，从而获得纤维材料的开放边缘。这表示纤维增强部件的使用寿命存在着显著的缺陷，例如在湿气会穿透至纤维内的方面。

此外，EP 2 524 796 A1公开了相类似的构造，其中分隔或切割突出材料方式的半成品的修整也在注射模具的压紧工具中通过切割框架来执行，该切割框架整个再现了半成品的外周形状。

从现有技术出发，本实用新型的目的在于提出避免了这些缺点的装置和方法，并且提出用于修整三维预制半成品的灵活的、简单的并且可靠的构造。

实用新型内容

根据本实用新型，该目的通过权利要求1的特征部分的技术特征来实现。该装置的有利的实施方式和改进均由依赖于其的从属权利要求而获得。