[发明专利]用于根据RTM法制造构件的方法和工具系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于根据RTM法制造构件的方法和工具系统。

背景技术

通过树脂传递模塑(RTM)法能够制造出复杂地成形的纤维复合材料部件。在这里存在两种方法方案。在第一种变型方案中，将热固性的基质材料快速地施布到位于打开的工具模具中的纤维预成形件的表面上并随后闭合工具模具并且纤维预成形件基于由液压机的闭合力所产生的工具内部压力同时被压缩和加固。在第二种变型方案中，热固性的基质材料以极高的注射压力引入闭合的、在其中存在有纤维预成形件的工具模具中。高的注射压力导致在确保纤维强化结构完全浸渍的情况下在时间上缩短加固过程。

针对两种上述的方法方案通常使用层压压合机。压合机由压合机下部和压合机上部构成，它们在闭合的状态下形成用于构件的压力密封的处理室。挤压机下部和/或挤压机上部相对于相应另外的挤压机部件是可轴向运动的，以便打开和闭合层压压合机。此外还可以整合有用于抽真空和/或用于加载压力的元件。

DE 10 2005 008 479 B4的主题是一种工具系统，其中，工具部件具有盆状的框架结构，用于制造构件的原材料引入到框架结构中。盖子安置到盆内，从而使得用于制造构件的原材料被封闭在盆和盖子之间，并且利用密封件将这两个部件相互密封。在这里，盖子通过沉边安置到盆中。不利的是，利用该文献中介绍的工具不能制造出侧切的轮廓，这是因为工具的脱模总是必须相对于密封面轴向地进行。

发明内容

本发明的任务在于克服现有技术的缺点，并且提供一种工具系统和一种方法，其允许简单且低成本地制造复杂的、尤其是具有侧切的轮廓的纤维复合材料部件。同样地，方法和设备应该适合于批量制造。

根据本发明的任务通过根据本发明的用于“树脂传递模塑”过程(RTM过程)的工具系统以及利用根据本发明的工具系统来加固纤维复合构件的方法解决。

根据本发明的工具系统具有成形工具和包覆工具。多件式的成形工具在闭合状态下包围待制造的构件的空腔。成形工具的部件的数量在这里与待制造的构件的复杂性有关，尤其是与侧切部的数量有关。

成形工具在闭合状态下的外部轮廓如下地构造，即，使得成形工具能够放入包覆工具的空腔中。包覆工具的空腔尽可能相应于成形工具的外部形状。在任何情况下，包覆工具的空腔必须大于成形工具在闭合状态下的外部形状，这是因为否则该外部形状将不再能够放入包覆工具中。而包覆工具的空腔比成形工具的外部形状大很多也是不利的，这是因为所有的中间空间以待引入的热固性的基质材料填充并因此意味着材料损耗。

成形工具也可以通过包覆工具完全闭合。为此，闭合的、具有部分仍旧敞开的空腔的成形工具引入相应地构造的包覆工具中，从而使得用于工件的空腔随后由成形工具和包覆工具限界。在此有利的是，用于将成形工具和包覆工具引导到一起的脱模方向相应于包覆工具的脱模方向。

替选地，成形工具的一个部件也可以位于包覆工具内，而成形工具的其他部件闭合地且包围工件空腔地引入包覆工具内。因此，成形工具只有伴随着引入包覆工具内才闭合。

工具的具体构造与待制造的工件的形状有关，从而在本发明的说明书的范围内能够不提供通常优选的形状。

例如对于旋转对称的工具来说证实有利的是，通过成形工具的四个元件来表示周边。有利地，纤维预成形件因此在闭合工具时不被卡夹或推移。

包覆工具多件式地构建，然而特别优选地两件式地构建，这是因为待密封的缝隙的数量因此是最少的。这些部件在闭合状态下形成密封地封闭的处理室。有利地，具有随着待复制的空腔的复杂程度提升的部件数量的成形工具不必被密封。当然，成形工具的缝隙尺寸在闭合状态下应该是很小的，以便确保待制造的构件的高品质。然而，在根据本发明的设备中，压力密封的、用于构建用以加固的压力的处理室由包覆工具形成。因此，成形工具的所有缝隙在加固期间以基质材料填充。由于缝隙尺寸优选很小，所以基质材料在成形工具脱模时有利地从构件上剥离。

在此，在成形工具的单个部件的表面上部分或者全面地、间隔开地布置有间距保持件。通过间距保持件显著简化在使用后对成形工具的清洁。通过间距保持件来调节基质材料的能良好地取出的或良好地待清洗的厚度。因此，与略微厚一些的、能够简单地取下的层相比，从成形工具上清洁非常薄的基质材料层是非常耗费的。此外有利的是，通过用于产生成形工具的闭合力的倾斜面上的间距保持件来减少摩擦，由此需要较小的闭合力。

特别有利的是，包覆工具的空腔和成形工具的外部形状相互协调，从而包覆工具在闭合状态下使成形工具在其空腔中保持闭合。