[发明专利]用于制造纤维增强的构件的模制工具

说明书

本发明涉及用于采用注射方法制造纤维增强的构件的模制工具和制造装置以及用于采用注射方法制造纤维增强的构件的方法。

按照注射方法，干燥的纤维半成品通常用基质材料浸润并硬化。这种方法也称为液态树脂注入（LRI）方法。纤维半成品可以由碳纤维（CFK）、玻璃纤维（GFK）、芳族聚酰胺纤维（AFK）、硼纤维（BFK）或混合材料以及相应的织造织物或非织造织物构成。

已知的用于采用注射方法制造纤维增强的构件的方法在DE 100 13 409 C1中有所记载。在这里，把纤维半成品置放在模制工具上。在纤维半成品的表面上设置有流动辅助件，在纤维材料周围设置有可透气的却不透基质材料的膜片，由此形成第一空间。设置有既不透气又不透基质材料的膜，并在模制工具上密封，由此在第一空间周围形成第二空间。流动辅助件与用于基质材料的储备容器连接。在第二空间中伸入一根真空管路。于是如果通过真空管路施加负压，则利用所产生的压差把基质材料从储备容器吸入到流动辅助件中，即注入到第一空间中，并沿着纤维半成品分布。基质材料浸渍纤维半成品并硬化。可透气却不透基质材料的膜片防止基质材料进入到第二空间中，进而进入到真空管路中，但同时能实现抽吸位于基质材料和纤维半成品中的空气。基质材料因而可以在无夹杂空气的情况下硬化，因而可以制得高质量的纤维增强的构件。

可以利用在DE 101 401 66 B4中记载的设备来实现改善这种过程。这里附加地设置有压力控制机构，其在注射阶段结束时或之后在储备容器中产生负压，由此实现改善方法的可控性和构件质量。

在DE 102 03 975 C1中记载了一种用于改善纤维半成品和基质材料的除气的装置。在这里，在第一流动辅助件上方在第一空间中设置有可能让基质材料透过的阻止层，在该阻止层上设置有另一流动辅助件。在第一和第二流动辅助件之间的阻止层所在的区域中，在第二流动辅助件上装设浇注装置，利用该浇注装置把基质材料注入到第一空间中。于是在施加负压时，基质材料首先流入到第二流动辅助件中，其中利用所施加的负压可以使得存在于基质材料和纤维半成品中的空气排逸出去。在此，阻止层防止基质材料已经在浇注装置的区域中与第一流动辅助件接触。基质材料因此首先沿着水平方向穿过第二流动辅助件。阻止层经过适当布置，使得第一和第二流动辅助件远离浇注装置的部位接触。在该部位，基质材料与第一流动辅助件接触，并沿着它分布。它从那里沿着厚度方向引导至纤维半成品并将其浸透。基质材料的借助阻止层延长的路径通过第一空间的抽真空的空间使得存在于基质材料和纤维半成品中的空气在其将纤维半成品浸透之前首先排逸出去。由此可以进一步减少夹杂空气，并进一步提高构件质量。

DE 101 56 123 B4记载了一种结构，借此使得已浸渍有树脂的预浸渍半成品与待用基质材料浸渍的纺织半成品连接。

所有这些装置和方法的共同之处是，在方法开始之前，首先必须制得由抽离机构、流动辅助件和可透气却不透基质材料的膜片构成的繁琐的结构，用于形成第一空间。

因此在DE 10 2008 006 261 B3中提出了一种改善措施，其中记载有一种可透气却不透基质材料的膜片，在该膜片上层叠有流动辅助件以及设置有抽离机构。由于设置了这种多功能叠层，只需在纤维半成品上设置用于形成第一空间的层。这明显简化了过程构建。

为了也能制造带有不同弯曲和/或扭转的构件，DE 10 2008 028 865 A1记载到，设置有可弯曲的或可拧扭的纤维半成品。

前述装置和方法的共同之处是，为了形成第二空间，设置有可透气却不透基质材料的膜，以及在该可透气却不透基质材料的膜片上设置有间隔保持件。还在该可透气却不透基质材料的膜上部分地设置有其它模制工具，用于形成纤维增强的构件的模制的内表面。特别是对于内部结构复杂的大型构件来说，制作这种结构意味着大量的手动劳动。

本发明的目的因此是，能实现采用注射方法制造纤维增强的构件，其结构并不复杂和繁琐。

该目的通过具有权利要求1的特征的模制工具来实现。用于采用注射方法制造纤维增强的构件的装置以及用于采用注射方法制造纤维增强的构件的方法是并列独立权利要求的主题。

本发明的有利设计是从属权利要求的主题。

用于采用注射方法制造纤维增强的构件的模制工具具有模制表面，用于模制纤维增强的构件的表面，该模制表面带有第一部分区域和第二部分区域。模制工具具有注射区域和抽真空区域，注射区域用于把基质材料经由模制表面的第二部分区域注入到位于模制表面上的纤维材料中，抽真空区域用于经由模制表面的第一部分区域把模制空间抽真空，其中模制空间被模制工具界定。