[发明专利]向干燥纤维施加粘合剂生产预制件的方法及相应的机器

说明书

本发明特别涉及一种通过在铺设表面上铺设纤维来生产预制件的方法，该方法包括在至少一根连续扁平干燥纤维(91)上施加粘合剂，该纤维包括两个相反的主面(91a，91b)，借助于铺设头铺设所述具有粘合剂的所述纤维，以形成预制件。在纤维上施加粘合剂是借助于至少一个纤维化喷嘴(50)进行，所述纤维化喷嘴(50)包括供有液体或糊状粘合剂的排放孔(53)，以及一个或多个供有加压气体的注射孔(57)，以这样一种方式，使得所述喷嘴能够以细丝螺旋(92)的形式输送粘合剂，细丝螺旋沉积在在喷嘴下方运行的纤维的第一主面(91a)上以获得具有粘合剂细丝(93，94)的纤维。

技术领域

本发明涉及一种通过在干燥纤维上施加粘合剂和通过铺设所述纤维来生产预制件的方法。本发明还涉及一种由所述预制件生产复合材料部件的方法，以及一种用于生产这种预制件的纤维铺设机。

背景技术

已知用于施加或铺设纤维的机器被用于在铺设工具(例如阳模或阴模)上自动铺设由一根或多根纤维形成的宽条带，所述纤维特别是通常被称为丝束(tow)的带状扁平连续纤维，特别是由多根碳的线或细丝构成的碳纤维。

这些机器通常包括纤维施加头，该纤维施加头包括引导装置，以将纤维引导到铺设表面。这些机器还包括纤维储存装置(例如偏移粗纱架)和将纤维从所述储存装置传送到所述头的传送装置，并且可选地包括铺设头的移位系统。在由多根纤维形成的条带的情况下，所述头的引导装置使得可以将带状的纤维带到铺设表面，其中纤维被布置成基本上平行地边对边。对于与纤维接触的铺设，这些机器(通常称为纤维铺放机)包括具有压实辊的头，该压实辊用于与铺设表面抵靠接触以施加条带，其中所述引导装置将纤维以条带的形式引导到辊。

施加的纤维可以是用热塑性或热固性聚合物预浸渍的纤维，或者是具有粘合剂的干燥纤维，以便在铺设期间赋予纤维粘性。

在铺设用聚合物预浸渍的纤维的情况下，在铺设之后获得的称为预浸渍的预制件随后通过烘箱硬化或聚合以获得复合材料部件。

在具有粘合剂的干燥纤维的情况下，在硬化步骤之前聚合物被注射或注入到所谓的干燥的预制件中。具有粘合剂的干燥预制件包含少量(通常小于5重量％)的粘合剂，这使得可以保持预制件的内聚力，同时仍允许其后期的浸渍。

对于具有粘合剂的干燥纤维的铺设，第一种技术在于通过原料供应器(supplierof raw material)来实施已经用粘合剂覆盖的纤维。目前提出这种纤维，称为粉末状和/或纱帐状，装在筒管中，其中粘合剂在纤维的一个表面或每个表面上具有粉末和/或纱帐(veil)的形状。将粘合剂施加在纤维的宽条带上，然后将该条带切割成几根校准到所需宽度的纤维，以便其在自动铺设机中使用。该技术具有实施昂贵产品的缺点，难以用于某些应用，特别是在汽车领域。此外，在切割过程中，在纤维边缘上切割细丝，这会使机器产生大量污垢。

第二种解决方案在于借助于喷嘴，特别是唇形喷嘴，例如在专利文献FR2882681中描述的头上，或在如文献FR3016827中所述的粗纱架上，在干燥纤维上在线涂覆粘合剂。在专利文献FR2999973中，提出了将粘合剂以线的形式施加在纤维上，特别是在粗纱架上。

发明内容

本发明的目的是提出一种现有技术中提出解决方案的替代解决方案。

为此效果，本发明提出了一种通过在铺设表面上铺设纤维来生产预制件的方法，所述方法包括将液体或糊状粘合剂施加到至少一根连续扁平干燥纤维上，所述纤维包括两个相反的主面，通常称为丝束，优选为单向的，以及借助于铺设头铺设所述具有粘合剂的纤维，以便形成预制件，其特征在于，在纤维上施加粘合剂是借助于至少一个纤维化喷嘴进行，所述纤维化喷嘴包括：供有加压液体或糊状粘合剂的排放孔，以及一个或多个供有加压气体(例如压缩空气)的注射孔，以这种方式使得所述喷嘴能够以螺旋细丝的形式输送粘合剂，细丝螺旋沉积在喷嘴下方运行的纤维的第一主面上，以获得具有粘合剂细丝的纤维。