[发明专利]用于制造由金属和纤维复合物构成的半成品或构件的方法

说明书

一种用于制造半成品或构件(2)的方法(1)，其中，给构造为板材或板坯(30)的金属载体(3)铺覆至少一个预浸料(6)，该预浸料具备带有连续纤维的能热交联的热固性基质，预浸料(6)的热固性基质通过加热被预交联，并且通过深拉或拉伸深拉使铺覆有预交联的预浸料(6)的金属载体(3)改型成半成品或构件(2)。为了可以实现金属载体(3)的纤维强化的区域上的塑性变形所提出的是，在预浸料(6)的热固性基质的预交联时，预浸料的基质转移到跟在其粘度最小值(η_min)之后的粘度状态(η)中，并且在达到其胶凝化点(Pc)之前，使预浸料(6)与金属载体(3)共同地改型。

技术领域

本发明涉及一种用于制造半成品或构件的方法，其中，给构造为板材或板坯的金属载体铺覆至少一个预浸料，该预浸料具备带有连续纤维的能热交联的、热固性基质，预浸料的热固性基质通过加热被预交联，并且通过深拉或拉伸深拉使铺覆有预交联的预浸料的金属载体改型成半成品或构件。

背景技术

为了使以具备带有连续纤维的热固性基质的预浸料强化的金属载体，即板材下料或板材坯，可以尽可能不受损害地经受改型工艺，尤其是深拉，由现有技术(WO2013/153229A1)已知的是，将金属载体上的塑性变形转移到金属载体的无涂层的区域中。因此，在半成品或构件上存在无涂层的区域，这在其轻质结构潜力并且因而在其应用可能性方面限制了这样的纤维复合塑料(FVK)强化的半成品或构件。此外，由于这样的区域限制还限制了预浸料的纤维长度，这可能导致降低的刚度和强度。此外，在由具有无压力直至挤压不粘贴地时效硬化的预浸料的板材下料深拉制成的半成品和构件中，表现出层离的趋势和/或最终交联的纤维复合材料中的孔隙率增加的趋势，这尤其影响了该方法的可再现性。

发明内容

因此，本发明的任务在于，在其简单性、应用可能性以及其可再现性方面改进开头提到的类型的方法。此外，应可以实现具有很小周期时间的方法。

本发明通过以下方式解决所提出的任务，即，在预浸料的热固性基质的预交联时，预浸料的基质转移到跟在其粘度最小值之后的粘度状态中，并且在达到其胶凝化点之前，使预浸料与金属载体共同地改型。

如果在预浸料的热固性基质的预交联时预浸料的基质转移到跟在其粘度最小值之后的粘度状态中并且在达到其胶凝化点之前使预浸料与金属载体共同地改型，那么由此不仅可以允许在金属载体上在其纤维强化的区域中的塑性变形，而且明显改进了方法的可再现性。处于该状态的预浸料于是可以允许相应于改型半径的、在其连续纤维与金属载体之间的相对运动。因此，甚至可以在金属下料上遵循很小的弯曲半径，而无需考虑断裂或层离。根据本发明的方法因此能特别广泛地应用。还可能令人惊讶地实现的是，通过共同的改型，可以显著改进具有连续纤维的纤维结构的基质材料的紧凑性。在改型时的比较短的力加载，尤其是压力加载可以被用于减小纤维复合物中的孔隙率，由此能提高层压质量并且能进一步减少板材下料上的纤维强化部的层离。因此根据本发明，通过将基质转移到跟在其粘度最小值之后的粘度状态中并且在达到基质的胶凝化点之前将预浸料与金属载体共同地改型可以显著提高方法的可再现性。此外可以实现的是，通过预浸料与金属载体的共同改型，提供了具有很小周期时间的特别快速的方法流程。此外，根据本发明的方法与其他已知的用于制造纤维复合物半成品或构件的方法相比能够无需耗费的和/或能进行复杂处理的设备技术，这除了减少用于根据本版发明的方法的成本之外还意味着其可再现性的改进。

通常提及的是，金属载体可以由具有铁、铝或镁原料的板材、由轻金属或类似物或者由这些材料构成的合金组成。作为金属载体，具有或不带有例如基于锌的保护层的钢板材可以是突出的。通常还提及的是，热固性塑料基底可以具备带有无机或有机的强化纤维，像例如玻璃、玄武岩、碳或芳纶的组合物。此外，除了给金属载体依次铺覆多个预浸料，也能想到将预浸料(单子层或多子层地)堆在金属载体上。包含在预浸料中的纤维可以作为纯单向的层。因此，利用多子层的预浸料可以提供金属载体上的单向或多向的层压体。