[发明专利]具有泡沫芯的夹芯构造类型的型材的连续制造和硬质泡沫填充的型材

说明书

本发明涉及制造用硬质泡沫芯，特别是PMI泡沫芯填充的新纤维增强型材的新方法。本发明特别涉及可以两种变体进行的新方法，所述两种变体简称为拉‑压制法(图1)和拉‑成形法(图2)。在此，借助一个步骤制造纤维增强型材并同时将其填充硬质泡沫芯(1，2)。另外，在相同的步骤中还确保硬质泡沫芯(1，2)非常好地接合到纤维增强型材(12)上。

技术领域

本发明涉及制造用硬质泡沫芯，特别是PMI泡沫芯填充的新型纤维增强型材的新方法。本发明特别涉及可以两种变体进行的新方法，所述两种变体简称为拉-压制(Pul-Press)法和拉-成形(Pul-Shape)法。在此，借助一个步骤连续制造复杂的纤维增强型材并同时将其填充硬质泡沫芯。另外，在相同的步骤中还确保硬质泡沫芯非常好地接合到纤维增强型材上。

背景技术

根据现有技术，可以借助所谓的模内工艺制造用PMI泡沫填充的中空体。在此，将粒料填充入制成的中空体中，然后将所述粒料热发泡并由此交联。这种方法的缺点是需要多个步骤，即中空体的制造、粒料的填充和发泡。另一缺点在于，由于PMI的相对较高发泡温度，不可能使用热不稳定材料，例如由碳纤维和环氧树脂制成的复合材料。此外，在发泡过程中导致的在泡沫和覆盖层之间形成的接合仅是弱的。例如在WO 2012/013393中描述了这种类型的模内工艺。或者，根据现有技术，将PUR泡沫填充材料以液体形式注射入空腔，然后将其发泡并固化。但是，这种方法首先带来与所述PMI泡沫填充工艺类似的缺点，并且此外无法转用于PMI。

或者，可以在开放的壳部件中填充按尺寸切割的泡沫芯，然后可以将第二壳部件与第一壳部件胶粘或焊接以形成中空型材。为了更好地接合泡沫芯，还可以在界面处施加粘合层。这种方法的缺点在于，需要非常多的耗时的工艺步骤，最终产物具有接缝并且在泡沫芯的制造过程中根据其形状可能产生大量脚料。

在如WO 2012/052219中描述的一种变体中，将泡沫芯与织物材料-例如碳纤维-一起置于模具中，将树脂-例如环氧树脂-注射入此模具并固化。尽管在此避免了接缝，但该方法为此关于脚料、工艺速度和复杂性方面具有与上文所述方法相同的缺点。

拉挤成型法(Pultrusionsverfahren)，也已知称为德语名称Strangziehverfahren，是追溯到20世纪50年代初的首次开发的成熟工艺。拉挤成型法用于连续制造纤维增强塑料型材，其实例包括中空型材，特别是管材。在此最初使用聚酯树脂或环氧树脂浸渍多根玻璃纤维(玻璃粗纱)，随后将它们借助一个或多个成型模具组合成最终形状。最后，将树脂固化并将连续制成的型材锯成单个工件。

特别地，拉挤成型法是在第一步骤中用树脂浸渍多根纤维或粗纱的方法。在此区分为所谓的开放拉挤成型法(其中这种树脂浸渍在纤维经过的浸渍槽中进行)和封闭法(其中该采用树脂的浸渍仅在实际成型仪器中在压力下才进行)。所述设备通常在浸渍前具有例如粗疏网栅(Kadiergitter)的装置，借此可以使纤维达到随后的成型所需的分布并可以将任选预先提供的粗纱分开成单个的纤维。代替粗纱和/或纤维，或作为粗纱和/或纤维的补充，也可以使用无纺织物(Vliese)、织造织物和/或非织造网布(Gelege)作为纤维材料。

国际专利申请WO 2013/174665中描述了用于制造具有泡沫芯并具有复合护套的型材的所谓拉-芯法。但是，这种类型的方法局限于制造始终不变的，例如管形的横截面。更复杂的形状(例如在最简单的情况下为型材横截面变化)根据现有技术只能借助耗时的手糊成型法或分批RTM(树脂传递模塑)法实现。

发明内容

目的

本发明所基于的目的特别是提供制造用硬质泡沫材料，如PMI泡沫填充的纤维增强型材的新方法，所述方法也适用于工件中的复杂形状或横截面变化。

特别地，本发明的目的是提供可以用于以大的工件数目实现具有FPC(纤维-塑料复合材料)外皮和硬质泡沫芯，如P(M)I(聚(甲基)丙烯酰亚胺)泡沫芯的夹芯结构类型的复杂型材的方法。