[发明专利]由复合材料制成的复合结构及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及由复合材料（composite material）制成的复合结构（compound structure）以及相应的生产方法。

特别的是，根据本发明的复合结构（以下也称为格栅（grille））可以设有增强纤维（例如玻璃纤维、碳纤维、硼纤维或芳纶纤维）和聚酯树脂。

尽管不是专用地，但是可将本发明应用于复合结构，用于可行走的地板（例如通路、楼梯、护墙、用于地下室窗户或一般窗户的覆盖物），或以制成栅栏、门，或用于结构元件（例如模板、水闸门或地板）。

背景技术

已知由复合材料制成的复合结构，又称为拉挤格栅，其用纤维增强并且通常由平行的条状物组成，这些条状物通过圆形件而彼此连接，所述圆形件横向于该平行的条状物而被粘合（glue）或楔入。

还已知增强的塑料格栅，其由通过模制制成的整体式（monolithic）物体组成，其也是大尺寸的，具有不同类型的网格、不同厚度的条状物以及不同厚度的物体。

已知的是，根据用途，格栅必须具有对在使用期间它承受的应力的抗性。

在由聚合物树脂制成的格栅的框架之内，已知的是通过掺入纤维来增加它们的抗性，例如玻璃纤维、碳纤维以及芳纶纤维（商业上也称为Kevlar®纤维）。已知由玻璃纤维或PRFG制成的格栅，例如即掺入聚酯树脂中的多种玻璃纤维。

格栅是使用已知的模制工艺获得的，将聚合物树脂（该聚合物树脂在其自身内掺入当前的纤维）进行模制、聚合，生成具有预设的机械性能的格栅。

已知的格栅通常由一系列的第一长方形（oblong）元件以及一系列的第二长方形元件组成，所述元件被制成在单一的主体中以界定出网状（reticular）结构。

所述第一长方形元件被大体上彼此平行地设置在第一方向中，而所述第二长方形元件被大体上彼此平行地设置在与所述第一方向正交的第二方向中。以此种方式，所述第一和第二长方形元件界定出具有多个孔或腔的网状结构。

因为在实践中所述长方形元件是由模制制成的，所以它们具有矩形的横截面或具有微小角度的梯形横截面，使得它们可以从模具中被移除并且没有底切（undercut）。特别的是，所述梯形的截面提供了相反的倾斜侧面以界定出约2°-3°的移除角度，以使得格栅可以从模具中被移除。

用于例如走道的格栅的典型的例子由网状的网格界定，其具有正方形的形状以及约38 mm的侧面，高度/厚度为约38 mm，并且长方形元件的厚度从下侧的5 mm变化至上侧的7 mm。

已知的格栅特别地重，然而这往往与减少整体重量的需求冲突。

进一步地，已知的格栅对机械应力的抗性差，并且如果需要到达高的承载能力，将需要非常重和昂贵的格栅，需要大量的材料来制造。

还已知由上述的网状结构组成的格栅位于平坦的表面上，该表面的连续的平坦的层被连接或粘合在单一的主体中，从而在所述平坦的表面的一侧上关闭在长方形元件之间界定出的孔或腔。当与长方形元件一起被制成在单一的主体中时，所述平坦的层用“垫（mat）”型的玻璃纤维进行增强，并且为该物体提供了进一步的承载能力。

然而，由于使用大量的材料，此方案特别昂贵并且非常重。

本发明的一个目的是获得一种复合结构，所述复合结构轻于在现有技术中的相似的复合结构，具有相同的机械抗性的特性。仅通过举例方式，本发明的一个目的是制造一种复合结构，其具有相同的抗性和刚性，省去了至少20%-30%或更多的重量。

本发明的另一个目的是制造一种复合结构，其具有与现有技术相比更高的对机械应力的抗性的结构特性。特别的是，本发明的另一个目的是制造一种复合结构，其中增加了在垂直的面上承载抗性的能力。

另一个目的是完善一种制造复合结构的方法，所述复合结构的机械抗性特性等于或大于具有相同重量的已知的复合结构。

本发明的另一个目的是彻底减少复合结构的生产时间，具有减少生产成本的优势。

申请人已经设计、测试并且实施了本发明来克服现有技术的缺点，并且以获得这些以及其他目的和优点。

发明内容

本发明在独立权利要求中被阐明并表征，同时从属权利要求描述了本发明的其它特征或主要发明构思的变形。

根据以上的目的，一种由复合材料（例如纤维增强的聚合物树脂）制成的复合结构，包含第一长方形元件以及第二长方形元件，所述第一长方形元件被相互隔开并且彼此平行，所述第二长方形元件被相互隔开并且彼此平行并且相对于第一长方形元件交叉（crisscross）。