[发明专利]在使用压力机形成层压板中使用的具有一个或更多个板的工具和相关方法

说明书

一种用于压紧具有一个或更多个薄层的一个或更多个叠层(22)的系统，所述系统包括：工具，其包括顶板(14b)和底板(14a)，所述顶板和底板配置为设置在具有一个或更多个薄层的一个或更多个叠层(22)中的每个的相反侧上，所述板(14a,14b)中的每个具有：中心区域，其在所述叠层设置在所述板(14a,14b)之间时位于所述叠层(22)之上或之下；以及凸片(174)，其从所述中心区域的边缘向外延伸并且配置为耦接到输送器或一个或更多个夹持器以用于移动该板；以及弹性层(90)，其配置为设置在所述顶板和所述叠层(22)之间或所述底板(14a)和所述叠层(22)之间；其中，所述弹性层(90)的尺寸设置为使得所述弹性层能设置在所述板之间，使得对于所述板(14a,14b)中的每个：所述弹性层(90)位于所述中心区域的至少90％之上或位于所述中心区域的至少90％之下；所述弹性层(90)的一个或更多个部分既不位于所述板之上也不位于所述板之下；以及所述凸片中的每个的至少一部分既不位于所述弹性层((14a,14b))之上也不位于所述弹性层之下。本发明还要求保护用于通过压紧来制造层压板的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年3月17日提交的美国临时专利申请号62/473,302、2017年3月17日提交的美国临时专利申请号62/473,304和2018年1月30日提交的美国临时专利申请号62/624,077的优先权的利益。以上引用的公开中的每一个的全部内容通过引用被明确地并入本文，而没有弃权声明。

技术领域

本发明通常涉及复合层压板，更具体地，涉及在使用压力机形成层压板中使用的具有一个或更多个板的工具；这种工具可以尤其适合用于形成薄的层压板(例如，具有小于2毫米(mm)的厚度)；另外，本发明涉及使用多组压紧元件来形成层压板的系统和方法。

背景技术

在与常规材料形成的结构比较时，复合层压板能够用于形成具有有利结构特性的结构，例如，具有高刚度和高强度以及相对低的重量。因此，复合层压板用于包括汽车、航空航天和消费电子行业的众多行业中的各种各样的应用。

为了制造这种复合板，能够通过压缩加热的压紧元件之间的叠层来固结一个或更多个薄层的叠层。以这种方式制造层压板并非没有挑战。例如，当叠层被压紧时，压紧元件的表面的不均匀压紧、薄层内的材料(例如，纤维和基质材料)的不均匀分布等能够导致叠层和压紧元件之间的不均匀压力分布，这在叠层薄时可能会加剧。这种压力的不均匀分布能够导致制造的层压板中的材料(例如，纤维和基质材料)的不均匀分布、不能预测的结构特性、不均匀的表面光洁度等。

发明内容

本发明工具的一些实施例配置为通过例如包括一个或更多个板(每个板可设置在叠层和压紧元件中的一个之间)来促进在压力机的压紧元件和具有一个或更多个薄层的叠层之间的压力的均匀施加、叠层往返于压力机的传输和/或类似物。一些工具包括可设置在叠层和板中的一个之间的弹性层；除了增强前面的功能之外，这种弹性层还能够当板中的另一个(如果存在)从叠层移除时，阻止叠层和板的分离，允许通过弹性层(不含任何板)的传输来传输叠层和/或类似物。

能够通过预加热具有一个或更多个薄层的叠层、固结该叠层和冷却该叠层来制造复合层压板。针对这些步骤中的每个，需要实现理想结果的叠层温度可能不同。至少通过使用相应压紧元件组执行预加热步骤、固结步骤和冷却步骤中的至少两个，本发明方法的一些能够减少使压紧元件组中的至少一组的温度变化的需要，由此减少制造层压板中涉及的能量和时间。

类似地，执行这些步骤所需的时间可能不同。为了说明，预加热步骤可能需要大约40秒以有效预加热，而固结和冷却步骤可能需要大约10秒以有效固结和冷却。本发明方法中的一些至少通过使用用于预加热步骤、固结步骤和冷却步骤中的至少一个(例如，用于需要最长时间量的步骤)的多组压紧元件能够提供增加的生产量。