[发明专利]用于制造夹层构件的方法、用于夹层构件的芯以及夹层构件

说明书

本发明描述了一种用于制造夹层构件(1)的方法。根据本发明进行：在成形模具(100)的成形表面(100a)上形成第一覆盖层(2)；通过借助于增材制造方法在所述第一覆盖层(2)上在厚度方向(D)上构造带有多个小室(35)的小室结构(30)来产生芯(3)；并且在所述芯(3)的与所述第一覆盖层(2)相反放置的放置表面(3a)上形成第二覆盖层(4)。此外，描述了一种用于夹层构件(1)的芯(3)以及一种夹层构件(1)。

本发明涉及一种用于制造夹层构件的方法、一种用于夹层构件的芯以及一种夹层构件。

背景技术

具有所谓的夹层构造的结构构件通常具有至少一个外部的、平坦地延伸的覆盖层以及连接至该覆盖层的芯层。该芯层至少被设计为由密度小的材料构成的蜂窝结构。该覆盖层通常被设计为薄的、有机械抵抗力的、平坦层。以此方式，以低的构件重量获得了相对较高的机械的强度或刚度，因此以多种方式、尤其还在航空和航天飞行器构造中使用了呈夹层构造方式的结构构件。

WO 2015/105859 A1描述了一种用于夹层构件的芯层，该芯层借助于3D打印方法由多个敞开或闭合的小室制成。通常，将夹层构件的覆盖层以及芯相应地分开地制造并且接着将其相互连接，例如相互粘合。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种改善的方法，尤其是一种在工艺速度方面改善的用于制造夹层构件的方法。本发明的另一个目的在于提供一种改善的用于夹层构件的芯，尤其是一种简化夹层构件制造和/或具有改善的机械特性的芯。

这些目的相应地通过独立权利要求的主题来实现。

有利的构型和改进方案结合说明书从引用独立权利要求的从属权利要求中得出。

根据本发明的第一方面，提供一种用于制造夹层构件的方法。根据本发明，在成形模具的成形表面上形成第一覆盖层。在这个步骤中，形成闭合的、平坦延伸的层。这例如可以通过向成形表面上放置纤维带来实现。在此，例如借助于放置头、沿着放置方向将所谓的预浸带(即用树脂材料或基质材料浸渍的由纤维材质制成的带)放置在模具表面上。这例如可以包括形成由纤维带构成的多个叠置层，其中在一个层中的这些纤维带优选地具有相同的纤维定向并且在相邻放置的层中的这些纤维带优选地具有与位于下方的层的纤维定向相异的纤维定向。这些纤维带可选地以基质材料在至少表面上的处于粘性物态状态(Aggregatszustand)的状态而存在，或该基质材料在放置之后立即借助于热供应(例如借助于在放置头处提供的加热装置)来转变成粘性状态。由此，单独的纤维带以及在适当时纤维带的单独的层熔化。因此，形成整体式的、闭合的、平坦延伸的第一覆盖层。在此，第一覆盖层的外表面铺放成形模具的成形表面。第一覆盖层的内表面与该外表面相反地定向。

替代于此，还可以通过将平坦延伸的纤维半成品铺放至成形模具的成形表面并且在此在适当时使其变形来形成该第一覆盖层。该纤维带半成品尤其可以被设计为板形或垫形的平坦半成品，该半成品具有由嵌入基质材料中的纤维层构成的多个层。该半成品以基质材料至少部分地处于粘性物态状态的状态被按压至成形模具的成形表面并由此对应地成形。可选地，可以在执行该方法的下一步骤之前对基质材料进行硬化或固化。

在进一步的步骤中，通过借助于增材制造方法在第一覆盖层上构造在厚度方向上具有多个小室的小室结构来制造夹层构造的芯。因此，直接在第一覆盖层的内表面上执行制造芯的3D打印方法。以此方式，已经在制造芯时将芯与第一覆盖层相连。这加速并简化了夹层构件的制造，因为以此方式组合了两个方法步骤。此外，3D打印提供了不同寻常的设计自由性并且尤其允许以可预见的(überschaubarem)成本来制造独立匹配的小室结构，这些小室结构可能是以常见的方法无法制造或仅能够以显著的成本来制造的。