[发明专利]用于制造纤维强化塑料零件的方法及装置无效

专利信息
申请号: 201080007698.X 申请日: 2010-02-10
公开(公告)号: CN102317056A 公开(公告)日: 2012-01-11
发明(设计)人: 尼克洛·皮尼;塞巴斯蒂安·贝克;克里斯蒂安·布劳恩;布鲁诺·埃尔勒 申请(专利权)人: 科林伦合成物股份公司
主分类号: B29C70/46 分类号: B29C70/46;B29C70/54;B29C33/48
代理公司: 北京银龙知识产权代理有限公司 11243 代理人: 张敬强;李家浩
地址: 瑞士奥*** 国省代码: 瑞士;CH
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摘要:
搜索关键词: 用于 制造 纤维 强化 塑料零件 方法 装置
【说明书】:

技术领域

本发明涉及制造零件,特别涉及制造由纤维强化塑料制成的零件。本发明为依照申请专利范围的开放句解释的方法和装置。

本发明能够应用于许多领域,例如,于制造譬如汽车的轮缘(rim)和轮子的领域,或者于航空器生产的领域,尤其生产用于强化机身的纵梁(stringer)。于电子工业中,本发明可以应用于例如由热塑玻璃纤维预浸体生产的玻璃纤维强化绝缘体。

背景技术

汽车工业连续的要求为需要有重量非常轻的零件,和具有结合高硬度和强度的良好的断裂性质的零件。此例如应用于轮子和轮缘。在此技术领域中已知有数种方法制造轮缘或者其部分。

DE 101 45 630A1揭示一种由纤维强化塑料制成的轮子,其中纤维束(fiber strand)的主要部分定向于轮缘的周围的方向和于轮毂(wheel spider)的径向方向。此情况例如通过卷绕单向无端纤维(unidirectional endless fiber)实现。此情况使得很难执行工业领域的生产方法,尤其在复杂的零件几何构形的情况中。

在DE 43 35 062A1中,提出一种用来生产弧形的纤维强化热塑结构的方法。加热热塑预浸渍纤维(通常称之为热塑“预浸体(prepreg)”),同时使其暴露于成形工具的压力中。如此成形的预浸体结构在成形处理后被冷却。接着,预浸体结构以滑动的方式被推穿过二个实质上固定的工件之间的凹槽(slot)。此种方式,预浸体结构被再度施加压力,也就是从与该工具件滑动互动所导致的压力。由此使所述结构基本具有位于被固定的工件之间的凹槽的剖面以及弯曲工件的曲率。此种方法的缺点为当该热塑的结构正在移动时被处理:预浸体的数层在该处理期间也许滑动或者弯折或者移位,因此危及到最终产品。应用此方法,更难保持温度与压力大致恒定。再者,不能通过此方法制造譬如类似环形零件的某些形状的零件。

在EP 842 757B1中,揭示了一种制造合成物材料的预先形成的组件(预先形成件(preform)的方法。采用了纤维的预先组合件,也就是具有处于预定方向的纤维的布。该布的可变形的网线(mesh)被放置在预先形成的操作模具(matrix)或形成体(former)上,然后缠绕此形成体至数层的深度。该卷绕被固定在该形成体的较大的直径,而使得该纤维以规定的方式定向。如此获得的预先形成件能够具有类似环形形状。预先形成件能够放入于模具中,然后能够在真空下和/或具有转变压力时通过预先形成转变(transfer)树脂,最后,树脂能够在适当的温度被交联(cross link)。由于热塑性材料的高黏性,热塑树脂的喷注(injection)预期为不可以,或者至少较为困难。

GB 2 010 155A揭示了一种制造无缝金属轮子轮缘的方法。通过二个异形的圆形模具将所希望的轮缘的剖面压印至基本为环形的金属件上。此方法不容易应用纤维合成物材料,因为发生于金属的成形机构不发生于包含纤维的材料。

在WO 2008 050405A1中,说明一种由热塑合成物材料制造无缝环形结构的处理处理。此相当简单的处理将由数层热塑合成物预浸体材料制成的类似环形的预先形成件插入到内部和外部环形模具之间。二个提及的模具的至少其中一者旋转而使得其局部地施加压力于预先形成件的一部分,其中,至少在所施加压力的范围内将该预先形成加热至处理温度。显然地,当尝试自动化此动态的处理时会发生问题。再者,实现固定的处理温度分布同时施加适当的压力以便避免预先形成件的预浸体材料的数层的滑动或者重叠效果是十分困难的。因为不可以在工业生产中达成在所有处理中均可恒定应用的参数,甚至用最佳化处理的参数(譬如温度和压力),也困难或者不可以确保对于工业尺度应用所需的可重复性和质量。

发明内容

本发明的一个目的为创造用来制造零件的方法,该零件不会显出上述提及的缺点或问题。此外,将分别提供用来制造零件的装置。

本发明的另一个目的为提供生产零件、尤其是具有优越的机械性能、良好的断裂性质和/或高硬度和/或高强度的重量轻的零件的可能性。

本发明的另一个目的为提供制造强化塑料零件的可能性。

本发明的另一个目的为当制造零件、尤其是强化塑料、更尤其是强化热塑零件时提供设置有大的处理窗口的可能性。

本发明的另一个目的为提供制造于突然的断裂情况时显示特殊的安全性质的零件的可能性。

本发明的另一个目的为提供制造显示改善的故障性质的零件的可能性。

本发明的另一个目的为提供改善用于制造零件的周期时间的可能性。

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