[发明专利]制造预制坯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造用于具有热塑性基体的复合体的预制坯的方法。其尤其涉及根据TFP工艺(定制化纤维铺放)来制造预制坯的方法，包括放置或沉积热塑性树脂的一个或数个步骤。

背景技术

在航空学中，广泛使用的制造复合体部件的方法是覆盖，其于将用树脂预浸渍的织物层叠。

纤维、例如碳纤维的覆盖，由于使用的取向不限于通常的±45°、0°或90°，因而都是更有效的。为了获得这些初始的覆盖，通常使用单向环氧树脂预浸料坯，通过非交联了的热固性树脂的粘性将其固定就位。

对于与热塑性基体的层叠体，由于合股(ply)不得不相互附着在一起，因此制备单向纤维的覆盖复杂得多。这或者通过使用随后不得不将其热成型的预固化的板、或者通过借助于焊接点引起基体的局部熔融将合股相互附着来进行。在两种情况中，一旦合股被粘接在一起，难以通过控制纤维方向来形成结构体。

对于用于将纤维容纳于合适的位置而不使用树脂的纤维的铺放有可选择方案，在这个可选择的方案中，纤维由Z字形的纱线缝合，这些Z字形的纱线将纤维相互之间固定就位。为实现这一内容，称为TFP(定制化纤维铺放)和概略显示在图1中的所述方法，使用了基底以保证纱线的折返。然后将由此制备的预制坯通常通过RTM类型(树脂传递模塑成型)的浸渍/交联工艺而被转变成复合体。至今，预制坯大多用环氧树脂、即热固性树脂浸渍。

该TFP方法例如记载在文献EP1339534B1和EP1907195B1中。

在EP1339534B1中，借助于可化学熔融或热熔融的附着纱线(attachment yarn)而将增强纤维缝合在基底上。纱线的熔融可能在通过与用于浸渍的树脂的化学反应的浸渍和固化过程期间或在浸渍和固化过程期间在热的作用下发生。

在EP1907195B1中，在基底和纤维坯体之间安置分开层。该层允许在制备预制坯后更容易地去除基底。根据该文献，该附着纱线通过提供热也是可熔融的，但熔融步骤在通过RTM工艺的浸渍和交联步骤之前发生。

发明的目的

本发明目的为在提供现有方法的选择性方案，致力于制造具有热塑性基体的复合部件。

更具体地，本发明目的为在将浸渍步骤结合到TFP工艺中用于制造预制坯。

本发明因此目的为制造用保持延展性的热塑性树脂浸渍的预制坯。

发明的主要特征部分

本发明涉及用于制造具有热塑性基体的复合体的预制坯的方法，所述预制坯包括借助于至少一个附着纱线或连接纱线和根据TFP工艺在支撑体上缝合的增强纤维的一层或多层，其特征在于，该方法包含将热塑性树脂层放置或沉积到支撑体或增强纤维层上的一个或多个步骤。

根据本发明的特别实施方式，该方法包含以下特征的至少一个或适当的组合：

-预制坯包含热塑性树脂层和增强纤维层的交替；

-树脂层包括热塑性纱线或第一热塑性膜；

-借助于附着纱线在支撑体上缝合热塑性纱线、和通过局部熔融将第一热塑性膜附着到支撑体或增强纤维层；

-每层内的增强纤维在相同的方向取向；

-增强纤维的取向和/或性质从一层到另一层是不同的；

-支撑体是第二热塑性膜、复合织物或金属织物；

-第三热塑性膜安置在复合织物或金属织物中支撑体的一个面或两个面上；

-附着纱线为碳、玻璃、芳纶、玄武岩、basalt、或热塑性树脂，或由它们制成；

-附着纱线具有比形成树脂层的树脂的熔融温度高20°、优选高40°的熔融温度，或附着纱线由与树脂层的树脂相同性质的树脂制成；

-第二和/或第三热塑性膜的树脂具有与形成树脂层的树脂相同的性质；

-热塑性纱线具有与增强纤维层相同的取向；

-取决于要制备形状，在所述预制坯内的增强纤维层和树脂层的数目是可变的。

本发明也涉及具有热塑性基体的复合部件的制造方法，包括如上所述制造预制坯的步骤和加热所述预制坯的步骤。

最后，本发明还涉及根据上述方法可得到的具有热塑性基体的复合部件。

附图的简要说明

图1示出以已知方式根据TFP工艺借助于在支撑体上以Z字形图案缝合的附着纱线来将增强纤维附着的步骤。

图2示出根据本发明的第一实施方式的预制坯的示意剖视图。该预制坯包括基底以及纤维束层和热塑性膜的交替。

图3示出根据本发明的第二实施方式的预制坯的示意剖视图。该预制坯包括基底以及纤维束层和热塑性纱线的交替。

索引

(1)预制坯

(2)支撑体