用于粘接剂活化的使用光的加热装置及其在预成型装置中的集成制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于使纤维基底(14)上的粘接剂材料(18)活化的粘接剂材料活化装置(10)，所述粘接剂材料活化装置(10)包括用于使带有粘接剂材料(18)的纤维基底(14)暴露于热的热暴露装置(20)。该热暴露装置(20)包括用于提供非聚焦光束(12)的非聚焦光源(22)和设置在要暴露于热的纤维基底(14)与光源(22)之间以将非聚焦光束(12)聚焦到纤维基底(14)上的光学器件(28)。此外，本发明专利技术涉及包括粘接剂材料活化装置(10)的预成型装置(40)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于使纤维基底上的粘接剂材料活化的粘接剂材料活化装置和一种用于使用该粘接剂材料活化装置将纤维基底附接在基底上的预成型装置。
技术介绍
在DE102007012608A1和DE102008012255A1中，记载了一种用于制造载荷路径对齐的复合结构的预成型件的装置。DE102007012607A1和WO2009/115598A1记载了用于该预成型制造装置的单个元件，特别是用于散布纤维片段的纤维的散布装置，和用于将纤维带切割成单个片段的切割装置。在这些装置中，小纤维片段设置有粘接剂材料并且然后被传送到预成型基底。在传送之前、在传送期间或在铺设到预成型基底上之后，粘接剂材料例如通过将纤维片段传送到预成型基底上的铺设头中的电阻式加热器活化。这种铺设头例如被记载在DE102007012609A1中。为了将铺设头中的电阻式加热器产生的热传递到单个片段，需要头与片段之间的接触。这使得需要提供一种能使用活化的粘接剂材料铺设片段而不会引起铺设头的表面上的粘接剂材料的残留物的铺设头。上述电阻式加热器的一个替代方案例如可以是作为将热直接引导到要结合的基底表面上的加热装置的激光装置。遗憾的是，激光装置相对昂贵并且会涉及救助或安全问题，特别是在作为聚焦光源的激光束照射使用者的眼睛的情况下。因此，激光装置是一种具有其会相当复杂的缺点的可能替代方案。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的在于提供使纤维片段上或一般而言纤维基底上的粘接剂材料活化的又一加热替代方案。该目的通过具有独立权利要求的特征组合的粘接剂材料活化装置和预成型装置来实现。本专利技术的有利实施例是从属权利要求的主题。用语“粘接剂材料”涵盖可通过热导入而以任何形式活化的所有材料。例如，可以使用在热导入期间熔化并且因此将纤维基底的纤维粘接在一起的热塑性材料。此外，也可以使用当遇到加热能量时固化为基质的热固性树脂。粘接剂材料可以是干的或液态的材料并且它可以膜、粉末或纱网的形式附接到纤维基底。粘接剂材料可在纤维基底的顶面上形成单个层，或替代地粘接剂材料能以基质在纤维中浸渍的方式包围纤维基底中的每条单条纤维。用语“纤维基底”应当理解为包含纤维的所有基底，例如单条纤维束、纤维束的散布纤维、纤维片段以及通过缝合、编织、针织或机织而形成的织物。用于使纤维基底上的粘接剂材料活化的粘接剂材料活化装置包括用于使包含粘接剂材料的纤维基底暴露于热的热暴露装置。该热暴露装置包括用于提供非聚焦光束的非聚焦光源，并且还包括设置在要暴露于热的纤维基底与光源之间以将非聚焦光束聚焦到基底上的光学器件。因此，代替使用激光装置，提出使用发散光源，这些光源购买起来比较便宜并且不涉及救助或安全问题，并且将从发散光源发射的发散光束聚焦在纤维基底上，和/或使基底均匀地暴露于光束。光束的能量聚焦到纤维基底的表面上以使粘接剂材料活化。替换地或附加地，光束使纤维材料的表面均匀地暴露，这允许纤维的均匀粘接，由此提高稳定性。在两种情况下，光束中的能量足够高以使粘接剂材料活化。在一个优选实施例中，非聚焦光源是LED。LED比较便宜并且优选地容易操纵。此外，它们与其它非聚焦光源相比具有高效率系数。另外，它们可有利地以不同波长、即发射的颜色购买。在一个优选实施例中，光源包括处于不可见光谱中的发射波长。因此，有利地，不必设置与由于可见光谱中的光粒子而引起的安全问题相关的措施/装置(provision)。特别地，光源包括与粘接剂材料的吸收域或要通过光束活化的纤维基底对应的发射波长。替换地或附加地，光源的发射波长对应于将纤维基底中的至少一条纤维加热至粘接剂材料的熔点/活化温度所需的热能。在又一个优选实施例中，热暴露装置可在至少一个空间方向上移动。替换地或附加地，热暴露装置可围绕垂直于光束的至少一个轴线枢转。使用该布置，热暴露装置的光束可有利地被引导到纤维基底上的特别预定区域并且因此优选可以选择性地使纤维基底上的粘接剂材料活化。在一个优选实施例中，光学器件包括用于使非聚焦光束准直的准直透镜，并且还包括用于将经准直的光束聚焦到纤维基底上的聚焦透镜。使用该布置，可优选地使从光源发射的光束在纤维基底的表面上产生的能量最大化。在一个优选实施例中，聚焦透镜是可移动的，特别是可围绕垂直于光束的至少一个轴线枢转。因此，有利地可以通过仅移动聚焦透镜而不是整个热暴露装置来使用光束扫描纤维基底的表面。在一个优选实施例中，粘接剂材料活化装置包括控制装置，该控制装置控制光源的发射功率和/或发射波长。附加地或替换地，控制装置也可控制整个热暴露装置或光学装置的位置和/或取向。因此，控制装置优选地还能控制准直透镜和聚焦透镜的功能。在一个优选实施例中，粘接剂材料活化装置包括多个并列的热暴露装置。与使用仅一个热暴露装置相比，使用该布置优选地可以使用光束照射纤维基底的较大表面。替换地或附加地，粘接剂材料活化装置也可以包括至少一个热暴露装置，所述热暴露装置包括多个光源，其中一个单准直透镜在多个光源上延伸。使用该布置，一个单个准直透镜——并且在一个优选实施例还有在与准直透镜相同的宽度上延伸的单个聚焦透镜——有利地捕捉多个并列光源的光束并且使单光束准直为一个较大的准直光束，该准直光束然后在纤维基底的大表面上聚焦。在一个优选实施例中，多个光源的单个光源或替换地多个并列的热暴露装置可以发射具有不同波长和/或不同功率的光束。如果例如使用包含具有不同吸收光谱的材料的纤维基底，则光源的波长可被选择成从仅一种材料吸收并且仅使该特定材料活化。用于将纤维基底附接到预成型基底的预成型装置包括将纤维基底铺设到预成型基底的铺设装置，并且还包括如上所述的粘接剂材料活化装置。在又一个优选实施例中，该预成型装置还包括用于特别是在通过粘接剂材料活化装置使粘接剂材料活化之前将粘接剂材料沉积到纤维基底上的粘接剂材料沉积装置。在一个优选实施例中，铺设装置包括铺设头，该铺设头用于将纤维基底从位于预成型基底外部的第一位置传送到预成型基底的表面上的第二位置，其中粘接剂材料活化装置设置在第一位置处或其周围。使用该布置，粘接剂材料可例如在被铺设装置拾取之前或在由铺设装置从第一位置输送到第二位置期间活化。或者，粘接剂材料活化装置也可位于第二位置处或其周围，以在纤维基底被铺设到预成型基底上时使粘接剂材料活化。在又一个优选实施例中，预成型装置的粘接剂材料活化装置也可设置成使得其刚好在纤维基底与预成型基底接触的时刻使用聚焦光束照射纤维基底。例如，在一个优选实施例中，铺设装置包括用于将纤维基底的板片连续挤压至预成型基底的辊，其中粘接剂材料活化装置设置成在纤维基底和/或预成型基底的接触点使用聚焦光束照射纤维基底和/或预成型基底。例如，粘接剂材料活化装置位于滚动方向上的接触点后方并且发射光束以使得其照射辊与预成型基底之间被供给纤维基底的区域。替换地或附加地，预成型基底是其上卷绕纤维基底的心轴。这种情况下，可以有利的是粘接剂材料活化装置设置成将聚焦光束切向地照射到纤维基底上以便融合卷绕在心轴上的纤维基底的相继层。因此，如上所述的粘接剂材料活化装置用于预成型装置中以使纤维基底上的粘接剂材料活化。此外，粘接剂材料活化装置可用于例如通过熔化将纤维带或纤维板片融合，从而使粘接剂材料在并列的带或板片的融合区域中活本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使纤维基底(14，116，152，188)上的粘接剂材料(18，118，154，192)活化的粘接剂材料活化装置(10，68，86，104，110，130，184)，所述粘接剂材料活化装置(10，68，86，104，110，130，184)包括用于使带有所述粘接剂材料(18，118，154，192)的所述纤维基底(14，116，152，188)暴露于热的热暴露装置(20，72，92，105，132，134，136，194)，所述热暴露装置(20，72，92，105，132，134，136，194)包括用于提供发散光束(12，70，90，122，148，162，180，186)的光源(22，74，96，112，196，214，138，156，170)和设置在要暴露于热的所述纤维基底(14，116，152，188)与所述光源(22，74，96，112，196，214，138，156，170)之间的光学器件(28，80，94，106，114，142，160，174，200)，所述光学器件(28，80，94，106，114，142，160，174，200)构造成将所述光束(12，70，90，122，148，162，180，186)聚焦到所述纤维基底(14，116，152，188)上和/或均匀地暴露所述纤维基底(14，116，152，188)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.06 EP 14001963.91.一种用于使纤维基底(14，116，152，188)上的粘接剂材料(18，118，154，192)活化的粘接剂材料活化装置(10，68，86，104，110，130，184)，所述粘接剂材料活化装置(10，68，86，104，110，130，184)包括用于使带有所述粘接剂材料(18，118，154，192)的所述纤维基底(14，116，152，188)暴露于热的热暴露装置(20，72，92，105，132，134，136，194)，所述热暴露装置(20，72，92，105，132，134，136，194)包括用于提供发散光束(12，70，90，122，148，162，180，186)的光源(22，74，96，112，196，214，138，156，170)和设置在要暴露于热的所述纤维基底(14，116，152，188)与所述光源(22，74，96，112，196，214，138，156，170)之间的光学器件(28，80，94，106，114，142，160，174，200)，所述光学器件(28，80，94，106，114，142，160，174，200)构造成将所述光束(12，70，90，122，148，162，180，186)聚焦到所述纤维基底(14，116，152，188)上和/或均匀地暴露所述纤维基底(14，116，152，188)。2.根据权利要求1所述的粘接剂材料活化装置(10，68，86，104，110，130，184)，其特征在于，非聚焦光源(22，74，96，112，196，214，138，156，170)是LED(32，82，98，120，140，158，172，198，216)。3.根据权利要求1或2中任一项所述的粘接剂材料活化装置(10，68，86，104，110，130，184)，其特征在于，所述光源(22，74，96，112，196，214，138，156，170)包括与要活化的所述粘接剂材料(18，118，154，192)的活化能量对应和/或与用于将所述纤维基底(14，116，152，188)中的至少一条纤维(16，117)加热至所述粘接剂材料(18，118，154，192)的活化温度的加热能量对应的发射波长，特别是处于不可见光谱中的发射波长。4.根据权利要求1至3中任一项所述的粘接剂材料活化装置(10，68，86，104，110，130，184)，其特征在于a)所述热暴露装置(20，72，92，105，132，134，136，194)能在至少一个空间方向(x，y，z)中移动和/或能围绕垂直于所述光束(12，70，90，122，148，162，180，186)的至少一个轴线(A)枢转，和/或b)所述光学器件(28，80，94，106，114，142，160，174，200)能在至少一个空间方向(x，y，z)中移动和/或能围绕垂直于所述光束(12，70，90，122，148，162，180，186)的至少一个轴线(A)枢转，和/或c)包括所述热暴露装置(20，72，92，105，132，134，136，194)和所述光学器件(28，80，94，106，114，142，160，174，200)的单元能在至少一个空间方向(x，y，z)中移动和/或能围绕垂直于所述光束(12，70，90，122，148，162，180，186)的至少一个轴线(A)枢转。5.根据权利要求1至4中任一项所述的粘接剂材料活化装置(10，68，86，104，110，130，184)，其特征在于，所述光学器件(28，80，94，106，114，142，160，174，200)包括用于使所述非聚焦光束(12，70，90，122，148，162，180，186)准直的准直透镜(24，76，100，108，124，144，166，176)和用于将经准直的光束(12，70，90，122，148，162，180，186)聚焦到所述纤维基底(14，116，152，188)上的聚焦透镜(26，78，168)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的粘接剂材料活化装置(10，68，86，104，110，130，184)，其特征在于，所述光学器件(28，80，94...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·科凯尔，W·莱姆，M·特雷格，
申请(专利权)人：空中客车防卫和太空有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE