[发明专利]用于生产纤维复合材料预成型体的装置和方法

说明书

本发明公开用于生产纤维复合材料预成型体的装置和方法。所述装置包括下模具和模塑单元，其通过在模塑单元根据下模具的表面形状而变形的同时挤压放置在下模具的表面上的纤维复合材料而模塑预成型体。

技术领域

本发明整体地涉及用于生产纤维复合材料预成型体的装置和方法。

背景技术

通常，通过将连续纤维(如碳纤维或玻璃纤维)与塑料树脂混合而制备的如碳纤维增强塑料(CFRP)或玻璃纤维增强塑料(GFRP)的纤维复合材料是轻质且具有优秀机械性质的复合材料，并因此使用于要求轻质性质和机械强度的各种领域中。

近年来，在要求减小车辆重量的汽车工业中，上述纤维复合材料已经替代了钢车辆部件，所以其应用于制造各种车辆部件以减小车辆重量。

树脂传递模塑(RTM)和压缩模塑主要用于通过使用纤维复合材料制造例如机罩的车辆部件。上述两种方法包括预先成形例如干燥织物或预浸渍体的半成品。

因为经生产的预成型体对最终产品的品质具有显著影响，有利的是模塑预成型体以尽可能具有与最终产品相似的形状。

通常地，使用手工铺叠法或包括上模具和下模具的装置用于生产预成型体。

然而，手工铺叠的问题在于预成型体的品质因操作者的技术而不同，且其需要长的制造时间。在常规装置中，当预成型体具有复杂的形状时，会产生未模塑的部分。此外，当预成型体的形状需要改变时，上模具和下模具两者都必须被替换，由此造成成本增加。

上述内容仅旨在帮助理解本发明的背景，并不旨在意指本发明落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。

发明内容

本发明整体地涉及用于生产纤维复合材料预成型体的装置和方法。在具体的实施方案中，本发明涉及用于生产纤维复合材料预成型体的装置和方法，其中所述装置可以用于通过使用纤维复合材料来模塑如车辆部件的复杂形状，并可以实现经改进的预成型体的可模塑性，并可以实现模具的便利替换。同样地，本发明的实施方案可以解决发生在相关技术中的问题。所述装置的实施方案能够减少预成型体的制造时间，并能够实现模具的便利替换。

根据本发明的一个方面，一种装置可以用于生产纤维复合材料预成型体。所述装置包括下模具和模塑单元，所述模塑单元通过在模塑单元根据下模具的表面形状而变形的同时挤压放置在下模具的表面上的纤维复合材料而模塑预成型体。

模塑单元可以包括盒型挤压体，所述盒型挤压体具有在其中的内部空间，并在其底部表面处具有多个气体流动孔。挤压部件可以设置在挤压体的下侧，并配置成在挤压部件根据下模具的表面形状而变形的同时挤压和模塑纤维复合材料。起重缸具有联接至挤压体平面的杆，所以杆在向着下模具的方向上延伸。温度调节部件设置在挤压体处，并将气体供应至挤压体的内部空间，从而加热和冷却挤压部件。

挤压部件可以包括由柔性材料制得的压片，所述压片的一个端部设置在挤压体的下侧，所述压片与纤维复合材料接触。挤压部件还可以包括填充在压片中的多个模塑球。

挤压部件可以进一步包括多个挤压缸，所述多个挤压缸在挤压体的宽度方向上彼此间隔地设置在挤压体的底表面处，使得挤压缸以每个挤压区域预定的模塑压力挤压在挤压体的宽度方向上划分的多个挤压区域中填充的模塑球。

挤压缸可以根据下模具的表面形状而单独地延伸。

所述挤压部件可以进一步包括：设置在挤压体中的至少一个张力调节滚轴，其联接至压片的端部以使其卷起，张力调节滚轴用于维持压片的恒定张力。