[发明专利]用于用树脂预浸渍的纤维条生产固体型材的方法和设备

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于用树脂预浸渍的纤维条生产刚性固体型材的方法和设备，并且更具体地，是用树脂预浸渍的碳纤维条。得到的刚性固体型材可以被应用在例如航空工业中的建造结构中。

背景技术

在本技术领域中已知，从用树脂预浸渍的纤维条得到的刚性结构型材是有层理的、层状的，并且基本通过多种过程成形以得到其要求的形状。贮存在卷轴上的、用树脂预浸渍的纤维条形式的若干材料可在市场上买到。纤维可以是例如碳纤维，并且树脂可以是热定形树脂，在例如大约-16℃的低温下为所述树脂供给在卷轴上的条。如果供给的层状条是薄的，为了得到较厚的块，若干单独层状条被叠加并碾压。每个用树脂预浸渍的纤维条，在其被供给时，其表面中的至少一个借助例如纸的保护层保护。为了将若干用树脂预浸渍的纤维条叠加并碾压，必须预先去除各自保护层，将至少一个粘合剂层应用到每个层状条，并且随后从一个到另一个地叠加并且挤压所述条，使其通过一对或多对压力辊以得到具有要求厚度的平条。

专利US-A-5114775说明了一种用于无梭织机的杆，所述杆从若干用树脂预浸渍的纤维条获得，所述若干纤维条被叠加并碾压，以获得具有希望厚度的条，该条随后通过模制成形，以获得起皱薄板。该起皱薄板借助粘合剂连接成平条，以由于起皱条的褶皱之间的空隙而获得加强的且重量轻的杆。

专利申请US 2002/0011540公开了一种形成飞机支撑面前缘的结构。所述结构包括结构部件和通过碾压用树脂预浸渍的纤维条得到的面板。

碾压用树脂预浸渍的纤维条的技术适于得到平面部件或较薄的部件，或包括蜂窝形式的结构或波状条的部件。然而，这种技术不适于获得固体型材形式或杆形式的部件，因为用作原材料的商用层状条在宽度方面是非常薄的。必须碾压大量较窄的条以通过碾压得到固体型材形式或杆形式的所述部件，实际上是不可行的。

发明内容

根据第一方面，本发明有助于通过提供用于用树脂预浸渍的纤维条生产固体型材的方法而克服上述和其它的缺点。本方法包括以下步骤：提供树脂预浸渍的纤维的平条，所述平条具有纵向方向和横向方向；使所述平条起皱以形成波状条，所述波状条具有多个与所述纵向方向平行的曲折褶皱；以及在所述横向方向上压紧所述波状条，以便将所述多个褶皱的表面从一个到另一个地接触并连接，以便形成固体型材。

压紧波状条的操作可选择地包括拉挤或挤压操作，所述拉挤或挤压操作使用可变间距模具给所述固体型材提供可变横截面。虽然优选地借助碾压操作制备所述平条，但是所述最初的平条可以由单独层组成，所述碾压操作包括将多个树脂预浸渍的纤维的层状条从一个到另一个地叠加并连接，以得到具有要求厚度的平条。

根据第二方面，本发明提供一种用于用树脂预浸渍的纤维条生产固体型材的设备。所述设备包括：起皱单元，所述起皱单元包括至少一对设有匹配圆形条纹的面对的起皱辊、或一对设有匹配齿的面对的起皱梳、或其组合，用于使树脂预浸渍的纤维的平条起皱，以形成具有多个与其纵向方向平行的曲折褶皱的波状条；和包括至少一对面对的侧向辊的压紧单元，所述侧向辊适于侧向地压紧所述波状条，直到将所述褶皱的表面从一个到另一个地接触并连接，由此得到固体型材为止。

所述压紧单元包括模具，所述模具包括所述一对侧向辊，并且所述模具可选择地是包括导向装置和驱动装置的可变间距模具，用于在拉挤或挤压操作期间使所述一对侧向辊中的至少一个部件相对于另一个部件移动，用于产生所述固体型材的横截面沿着其纵向方向的变化。即使所述最初的平条可以由单独层组成，所述设备也优选地包括条制备单元，所述条制备单元包括多个展开和调节装置，所述多个展开和调节装置适于从相应的供给卷轴展开多个用树脂预浸渍的纤维的层状条，并适于调节用于碾压的所述层状条。所述条制备单元也包括一个或多个碾压装置，所述碾压装置适于将所述多个层状条从一个到另一个地叠加、挤压并连接，从而制备所述平条。

基本上借助已知装置执行所述展开操作、调节操作和碾压操作。然而，本发明的设备包括第一纵向切割装置和至少一个横向切割装置，所述第一纵向切割装置适于在所述波状条与其它波状条碾压之前纵向切所述波状条中的一些以减小其宽度，所述至少一个横向切割装置用于在所述条到达最后碾压装置之前将所述波状条中的一个或多个切成预定长度，所述最后碾压装置适于将这些预定长度的波状条与其余连续的波状条一起叠加并碾压以形成平条。预定长度的条可以包括具有减小宽度的条中的一些或全部。这使平条具有不同数量的叠加的层，并由此具有在不同区域中的、在纵向和横向两个方向上的厚度变化。