[发明专利]用于生产纤维增强复合零件的灌注装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于借助于反应性树脂混合物的真空灌注来生产纤维增强复合零件的方法，其特征在于反应性树脂混合物的生产和向空腔内的注入在时间上连续地在灌注装置中执行。

技术领域

本发明涉及用于借助于真空辅助灌注反应性树脂混合物来生产纤维增强复合部件的方法，其特征在于反应性树脂混合物的生产和向空腔内的注入发生于集成灌注装置中并且在没有任何时间中断的情况下紧接着发生。

背景技术

由作为基体材料的热固性塑料（树脂）和增强纤维构成的纤维增强复合部件（纤维复合部件）通常被用作构造材料，因为它们具有较高机械强度以及轻重量。例如借助于将树脂组分的液体反应性混合物灌注到铺放的纤维稀松布中且之后使得树脂硬化（交联）来生产这些纤维复合部件。这些纤维复合部件具有广泛的可能用途，并且能够例如在飞机构造、汽车构造或风力涡轮机的转子叶片中使用。所使用的树脂通常是不饱和聚酯聚合物、乙烯基酯聚合物和/或环氧树脂聚合物；近年来还看到了包含聚氨酯结构的聚合物以及还有上述聚合物的混合物（例如聚丙烯酸酯-聚氨酯聚合物）的使用增加。

特别是在大型纤维复合部件中，通常借助于真空辅助灌注工艺来实现生产，例如在EP 1 310 351 A1和WO 2012/123280A1中所述。这些工艺能够实现树脂的快速且均匀分布。在此，另一个重要因素是通过树脂材料最大化纤维的饱和并且所述材料的硬化不能过快。否则不均匀的灌注能够导致气体夹杂或铺放的纤维稀松布不完全润湿，并且也能够导致开裂，这能够降低部件的稳定性或者甚至能够导致层的分层。部件的表面上的此类型缺陷提供了一个可能的薄弱点；这能够导致过早磨损。

为了避免气体夹杂，WO 2012/123280A提出了一种与树脂混合物馈料（称为“树脂组分”和“硬化剂组分”）的最大化脱气相组合的真空灌注工艺。为此目的，真空被施加到存储容器以用于使得在WO 2012/123280A提出的装置中的反应性组分脱气，并且为了真空灌注，借助于抽空设备将减少的压力施加到铸造模具（见图1）。

但是，在WO 2012/123280A中公开的装置对于加工诸如聚氨酯的极其水敏感的树脂仍然具有缺点。被用于在真空灌注期间传递被施加到铸造模具的真空的抽空管线通常需要上游薄膜或者用于树脂的其它流屏障，以便避免将树脂传递到管线中和/或泵中。

这种抽空设备不允许令人满意地干燥和抽空放入模具中的纤维以及馈料下游的阀、装置、管线和模具。EP 2 886 322 A1中公开的用于生产纤维增强复合部件的真空辅助灌注工艺也没有解决这些问题，该文献描述了被引入纤维的干燥以及随后用树脂对其进行饱和。最终问题（缺陷和开裂）与可以观察到的组分脱气不足导致的问题相似；水和反应性组分之间的反应附加地影响树脂本身的质量。

发明内容

本文中描述的发明的目的在于解决现有技术的与由水敏感反应性树脂组分生产的大型纤维复合部件的质量缺陷有关的问题。

为此目的，本发明提出了对上述现有技术中所公开的工艺的下述修改：

本发明提供了一种用于生产纤维增强复合部件的真空辅助灌注工艺，其中，反应性树脂混合物被注入到包括铺放的纤维稀松布的空腔中，包括以下步骤：

a.提供反应-注入装置（40），其包括包含反应性树脂组分的至少两种馈料（48，49）、用于给馈料（48，49）脱气的抽空设备（50）、借助于供应管线（41，42）被分别附接到馈料（48，49）的计量单元（44a，44b）以及混合单元（43），来自计量单元（44a，44b）的反应性树脂组分在该混合单元中被汇集在一起；以及

b.提供包括铺放的纤维稀松布（21）的封闭空腔（10），

i.该空腔（10）由壳体包围，该壳体具有适合用于将真空施加到空腔（10）且用于将树脂输入到空腔（10）中的至少一个输入导管（31）；且