[发明专利]用于制造由纤维复合材料构成的构件的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于制造由纤维复合材料(2)构成的构件的方法和装置，其具有如下步骤：‑在内模具(3)与外模具(4)之间形成的模具空间(9)内将由以基质浸渍的纤维构成的多个层(10,11)引入到内模具(3)上，‑将朝向外模具密封的膜片(6)放置到以基质浸渍的纤维上，如此使得在外模具(4)与膜片(6)之间形成沿着外模具的周面延伸的空腔(7)，以及‑以具有大于基质的熔点的温度和大于周围环境压力的压力的可调温的压力流体加载空腔(7)，如此使得可调温的压力流体以压力作用到膜片上。为了制造具有至少一个增强层的构件，该构件具有特别平滑的、无阶级的表面，提出了将具有主要平行取向的纤维的在膨胀方面更小的至少一个增强层(11)借助于放入装置(12)局部地放置到基层(10)的面向外模具(4)的侧面的一部分上，并且随后具有1.0µm之下、优选地0.1µm之下的平均粗糙度的膜片(6)将设定的在空腔中的压力施加到构件(2)上。

技术领域

本发明涉及一种用于制造由纤维复合材料构成的构件的方法，其具有如下步骤：

- 在内模具与外模具之间形成的模具空间内将由以基质浸渍的纤维构成的多个层引入到内模具上，

- 将朝向外模具密封的膜片放置到以基质浸渍的纤维上，如此使得在外模具与膜片之间形成沿着外模具的周面延伸的空腔，以及

- 以具有大于基质的熔点的温度和大于周围环境压力的压力的可调温的压力流体加载空腔，如此使得可调温的压力流体以压力作用到膜片上。

本发明此外涉及一种用于在内模具上制造由纤维复合材料构成的构件的挤压组件，其具有：

- 外模具，其与内模具形成模具空间，

- 朝向外模具密封的、与该外模具形成空腔的膜片，

- 和压力联接件，其用于以可调温的压力流体填充空腔，使得压力和温度可以作用到膜片上。

背景技术

在DE 10 2017 113 595 A1 中详细地描述了这种方法和这种挤压组件。本发明由该描述的方法或该描述的挤压组件的改进产生。

优选地，膜片由金属制成并且在模具空间内分隔出空腔。作为可调温的压力流体，通常最合理地使用热油(Thermoöl)。

属于纤维复合材料的有机板材在现有技术中是已知的并且尤其被使用在飞机制造和汽车制造中，以便相对于传统的材料在刚性类似或甚至更好的情况下获得显著更轻的构件。这种有机板材通常具有嵌入到热塑性的塑料基质中的纤维织物或纤维布(Fasergelege)，并且经常与作为纤维材料的玻璃、芳纶或碳一起作为纤维基质半成品存在。例如，有机板材由合并的预浸料层产生。因为预浸料能够以简单的方式借助于已知的金属加工的方法热成型，造成与常规的热固性的纤维复合材料相比更短的过程时间。

在飞机制造的领域中，由纤维复合材料构成的在剖面中半圆形的机身部分最近被单独地预制为下壳和上壳，并且在随后的最终装配中组装成成品的飞机机身。机身部分通常借助于内模具和外模具在C型框架挤压机中成型。

在借助于根据DE 10 2017 113 595 A1 的方法制造大型复合构件的情况下确保了恒定的合并压力(Konsolidierungsdruck)全面地作用到飞机机身半部上。此外，可以保证，例如在半圆形飞机机身半部的纵向边缘处的合并压力相对于构件具有足够大的或总体存在的法向分量。

然而，在制造中发现，从期望更厚的壁厚区域到更薄的壁厚区域的过渡醒目地阶级状地设计。这不仅不美观，而且例如在飞机构件、船舶构件或汽车构件中具有在表面处产生空气或水的涡流的特性。

发明内容

由此出发，本发明的目的是，说明一种方法和一种挤压组件，借助于所述方法和挤压组件可以制造由纤维复合材料构成的构件，其在制造过程中面向膜片的侧面上局部地具有由以基质浸渍的纤维构成的至少一个增强层，但仍然具有特别平滑的、无阶级的表面。