[发明专利]用于复合层压体和混合体的板层的选择性穿孔、构建及排序

说明书

公开了具有选择性穿孔的层压件和使用选择性穿孔生产层压件的方法。还公开了具有不等尺寸的排序的板层的混合部件以及使用不等尺寸的排序的板层生产混合部件的方法。

技术领域

本公开涉及一种用于生产复合和混合结构的方法。本公开还涉及一种用于生产复合和混合结构的装置。

背景技术

制造复合和混合部件的各种方法利用诸如层压和包覆成型(over-molding，二次成型)的技术。这些技术存在各种缺陷。

例如，由于纤维在部件形状的变化的几何部分周围的运动受到限制，具有复杂和/或非线性几何形状的复合部件会引起美观缺陷(例如皱折、纤维拉伸等)和结构缺陷(例如薄弱部分、脱粘、分层、结构失效等)。这些缺陷还可在局部区域中引起高剪切应力和/或残余应力。另外，复合部件通常还可能在层压过程中遭受不良的浸湿。

类似地，采用两种或更多种材料的混合部件(例如碳纤维增强材料和塑料，例如包覆成型的工程热塑性塑料)可能存在缺陷，特别是在两种或更多种材料相遇的边缘处，例如在两种材料的界面之间脱粘和/或分层。

通过本公开的方面解决了这些和其它缺点。

发明内容

本公开的一个方面提供了一种层压件(laminated part，层压部件)，其包括分层布置的多个板层(ply，片，层片，帘布层)。多个板层中的第一板层包括第一选择性穿孔图案的第一选择性穿孔特征，并且多个板层中的第二板层与第一板层相邻布置。第二板层包括未穿孔的结构和第二选择性穿孔特征中的一种。

本公开的另一方面提供一种生产层压体的方法。该方法包括提供分层布置的多个板层的第一板层并且根据第一选择性穿孔图案对第一板层穿孔以形成第一选择性穿孔特征。该方法还包括靠近第一板层布置多个板层的第二板层，其中第二板层包括未穿孔的结构和第二选择性穿孔特征中的一种。

本公开的进一步方面提供一种生产混合部件的方法。该方法包括提供包括第一板层和与该第一板层相邻的第二板层的多个排序的板层(sequenced plies，有序层)，和基于混合部件的几何形状将第一板层塑造成第一维度(first dimension，第一尺寸)，其中该第一维度具有第一端部长度。该方法还包括基于混合部件的几何形状将第二板层塑造成第二维度，其中第二维度具有与第一端部长度不相等的第二端部长度。该方法还包括将热塑性材料包覆成型在第一板层和第二板层上。

本公开的进一步方面还提供一种混合部件，其包括多个排序的板层。多个排序的板层包括第一板层和与第一板层相邻的第二板层。第一板层构造有基于混合部件的几何形状的第一维度，其中第一维度具有第一端部长度，并且第二板层构造有基于混合部件的几何形状的第二维度，其中第二维度具有与第一端部长度不相等的第二端部长度。混合部件还包括包覆成型到多个排序的板层上的热塑性材料。

考虑到以下详细描述、附图和权利要求，本公开的附加特征、优点和方面可得以阐明或显而易见。此外，应当理解的是，本公开的前述发明内容以及以下的详细描述均是示例性的，并且旨在提供进一步的解释而不限制所要求保护的本公开的范围。

附图说明

包括用于提供对本公开的这一步理解的附图包含在本说明书中并构成本说明书的一部分，图示了本公开的各方面并且与详细描述一起用于解释本公开的原理。除了对本公开的基本理解及其可以实践的各种方式所必需的之外，没有试图更详细地显示本公开的结构细节。在附图中：

图1A、1B、1C和1D显示了用于产生复合层压件的典型示例性方法和由此生产的层压件。

图2A、2B和2C示出了示例性混合结构。

图3显示了根据本发明原理的用于减少复合层压件中的缺陷的示例性方法。

图4A、4B和4C示出了根据本公开原理的包括选择性穿孔的多个板层的示例方面。