用于制造由纤维复合物质构成的局部面型的构件的方法技术

提出一种用于制造构件的方法，其中制造至少一个由纤维复合物质构成的、面型的第一基底，所述第一基底具有恒定的厚度、外侧面以及内侧面。将至少一个面型的第二基底布置在所述面型的第一基底上并且接着使其固化。所述面型的第一基底能够以连续的、高效的制造过程来提供，这提高了速度并且降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
用于制造由纤维复合物质构成的局部面型的构件的方法
本专利技术涉及一种用于制造构件的方法以及一种这样的构件。
技术介绍
为了制造由纤维增强的塑料构成的构件，已经提出了各种不同的方法。通常，在制造大规格的构件、例如交通飞行器的机身外壳时使用成型模具，纤维基底被带到所述成型模具上并固化。纤维基底可以由自动化设备生成。在此，逐渐地敷设单独的纤维幅或纤维垫，使得能够实现非常轻微地个性化的厚度走向和纤维走向。施加到成型模具上的基底遭受压力并且通常遭受加热，使得包围纤维的基质材料硬化并且由此制造刚性构件。除了使用可热固化的树脂作为基质材料之外，也已知的是热塑性的基质材料。为此可以使用相似的方法和过程。由于个性化的纤维走向和厚度走向，生成用于制造大规格的构件的纤维基底是非常复杂且耗时的。此外，对用于储存纤维的自动化设备提出高要求，所述要求随着构件尺寸的增大而提高。虽然已知了用于以更高的速度来提供由纤维复合物质构成的构件的制造方法，但是所述制造方法仅能够提供具有恒定厚度的构件。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提出一种用于制造大规格的构件的方法，其中尽管构件厚度局部不同仍能够使用尽可能连续的制造过程，所述制造过程能够以高的速度和品质提供由纤维复合物质构成的构件。该目的通过根据权利要求1所述的用于制造构件的方法来实现。有利的改进方案和实施方式可以自从属权利要求和下文的描述中得知。提出一种用于制造构件的方法，所述方法具有以下步骤：制造至少一个由纤维复合物质构成的、面型的第一基底，所述第一基底具有恒定的厚度、外侧面以及内侧面，其中所述第一基底具有如下表面延伸尺寸，所述表面延伸尺寸决定所述构件的表面延伸尺寸；制造至少一个由纤维复合物质构成的、面型的第二基底，其中所述至少一个第二基底的表面延伸尺寸小于所述至少一个面型的第一基底的表面延伸尺寸；将所述第二基底定位在所述第一基底的内侧面的如下区域处，在所述区域处必须增大局部厚度以提高局部强度；并且至少在应用压力的情况下使由所述第一基底和所述第二基底构成的复合物固化。因此，所述面型的第一基底具有唯一的厚度，所述厚度是连续不变的。同时，所述面型的第一基底还决定了要通过根据本专利技术的方法制造的构件的表面延伸尺寸。因此，所述面型的第一基底可以被提供为一种基座，所述基座尤其在制造飞行器的机身外壳时提供光滑的外蒙皮。制造这种面型的第一基底可以基于简单的几何形状以如下制造过程来实现，所述制造过程是能够特别高效、快速且成本有效地执行的。例如提出使用基于双带压制的方法，其中在单独的工作步骤中进行浸渍或树脂浸渍成型和固化。替代于此，可以在自动化的过程中、例如借助于“AFP”(“AutomatedFiberPositioning”，纤维自动定位)来铺设经预浸渍的纤维带。可能借助于超声波、通过激光作用或通过点式加热使单独的、以树脂提供的纤维带相互粘接，从而制造闭合的复合物。作为其他的替代方案，可能进行自动化的纤维定位过程(“AFP”，“AutomatedFiberPositioning”)。在那里也可以借助于超声波使单独的、经预浸渍的纤维相互粘接。为了局部地影响构件厚度，制造一个或多个面型的第二基底。就此而言要注意的是，第一基底决定构件的最小厚度。不能够减小构件厚度，而是只能够通过布置第二基底增大构件厚度。因此，第一基底的厚度对应于待制造的构件的最小局部厚度。为了制造第二基底，可以使用与用于第一基底的工艺相同的工艺。然而基于第二基底的可能的多个变体可设想的是，不一定优选双带压制。因此，甚至可以使用自动化的铺设方法，通过所述铺设方法能够制造非常个性化的、小规格的第二基底。固化或硬化不是强制必须的。而是也可以在那里借助于超声波将单独的元件粘接在一起。为了制造所述构件，将第二基底定位在第一基底的内侧面的如下区域处，在所述区域处例如由于所提供的结构上和机械上的荷载与局部的最小厚度相比必须增大局部厚度。为了组合单独的基底，尤其使用成型模具，所述成型模具可以接收这些部件。为此考虑的成型模具可以是以不同方式实现的。一方面可设想具有模具表面的成型模具，所述成型模具以第一基底的外侧面接收所述第一基底。将所有其他的部件布置在所述成型模具的与模具表面相背的侧面上。而其他的成型模具可以具有模具表面等，所述模具表面例如也接收以下提及的加强构件，然后将第二基底和第一基底布置到所述加强构件上。将参照更下文的实施方式对此进行详细探讨。最后，至少在应用压力的情况下使由第一基底和第二基底构成的复合物固化。这意味着，将所述复合物带到成型模具与另外的装置之间并且尤其以压制的方式实现固化。优选地，这尤其伴随着加热。在热塑性的基质材料和可热固化的树脂中，这最终实现固化的构件。根据本专利技术的方法的特别的优点在于：可以以独立的、能够非常高效且快速地执行的方法来制造大的基座部分，然后能够以自动化的方法以明显更小的规格来制造并安置更个性化的、用于增大厚度的额外的第二基底。总体上明显简化了构件的制造过程，因为不需要非常大规格的纤维铺设设备，如果除了大的构件尺寸还要求高精确度，那么所述纤维铺设设备由于待制造的构件的大小是非常高耗费的。同样，根据本专利技术的方法还允许制造与借助目前已知的方法相比更大规格的构件。可提出的是，能够以这种方法来制造具有明显大于20m的长度的机身外壳或机身外壳半部。而这种构件的设计和构型可以被根据本专利技术的方法影响，其方式使得纤维构造的拓扑适配于使制造简化。就此而言应指出的是，单独的基底、即第一基底和/或第二基底自身优选地具有对称的层构造，从而避免应力过大或变形。在一个有利的实施方式中，所述至少一个面型的第一基底具有偶数个面型的第一基底。优选由热塑性的、纤维增强的塑料来制造所述至少一个第一基底和所述第二基底。因此，基质材料可以是热塑性塑料，例如聚酰胺、PEKK、PEEK或PPS。在使用热塑性塑料的情况下的优点是如下可能性：通过加热和压力使基质材料至少部分地熔化，从而使得该复合物的这些单独的部件在固化前已经具有一定的形状稳定性并且接着以材料配合的方式很好地相连。在一个有利的实施方式中，所述方法还具有：提供多个加强元件；并且在加热之前，将所述加热元件定位在所述第一基底的内侧面上。提供加强元件可以包括：仅提供附加购买的加强元件。然而同样可设想的是，通过用于制造由纤维复合物质构成的构件的工艺来制造这种加强元件。目的是，提供适合的加强元件，所述加强元件以材料配合的方式被布置在面型的第一基底的内侧面处。接着，至少在应用压力的情况下使由所述第一基底、所述第二基底以及所述加强元件构成的复合物固化。在一个优选的实施方式中，制造所述第一基底包括：制造带有外部的第一基底和内部的第一基底的偶数个面型的第一基底，其中定位所述第二基底包括：将所述第二基底的至少一部分引入所述外部的第一基底和所述内部的第一基底之间。两个第一基底具有内侧面和外侧面。内部的第一基底的外侧面指向外部的第一基底，而外部的第一基底的内侧面指向内部的第一基底。因此，两个面型的第一基底构成待制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造构件(42)的方法(2)，所述方法具有以下步骤：/n-制造(4)至少一个由纤维复合物质构成的、面型的第一基底(24，26)，所述第一基底具有恒定的厚度、外侧面(32，36)以及内侧面(34，38)，其中所述第一基底(24，26)具有如下表面延伸尺寸，所述表面延伸尺寸决定所述构件(42)的表面延伸尺寸，/n-制造(6)至少一个由纤维复合物质构成的、面型的第二基底(28，40)，其中所述第二基底(28，40)的表面延伸尺寸小于所述面型的第一基底(24，26)的表面延伸尺寸，/n-将所述第二基底(28，40)定位(10)在所述第一基底(24，26)的内侧面(34，38)的如下区域处，在所述区域处必须增大局部厚度以提高局部强度，并且/n-至少在应用压力的情况下使由所述第一基底(24，26)和所述第二基底(28，40)构成的复合物(30)固化(14)。/n

【技术特征摘要】
20181029 DE 102018126910.2;20181130 DE 102018009371.一种用于制造构件(42)的方法(2)，所述方法具有以下步骤：
-制造(4)至少一个由纤维复合物质构成的、面型的第一基底(24，26)，所述第一基底具有恒定的厚度、外侧面(32，36)以及内侧面(34，38)，其中所述第一基底(24，26)具有如下表面延伸尺寸，所述表面延伸尺寸决定所述构件(42)的表面延伸尺寸，
-制造(6)至少一个由纤维复合物质构成的、面型的第二基底(28，40)，其中所述第二基底(28，40)的表面延伸尺寸小于所述面型的第一基底(24，26)的表面延伸尺寸，
-将所述第二基底(28，40)定位(10)在所述第一基底(24，26)的内侧面(34，38)的如下区域处，在所述区域处必须增大局部厚度以提高局部强度，并且
-至少在应用压力的情况下使由所述第一基底(24，26)和所述第二基底(28，40)构成的复合物(30)固化(14)。


2.根据权利要求1所述的方法(2)，所述方法此外具有：
-提供(8)多个加强元件(54)，并且
-在所述固化(14)之前，将所述加强元件(54)定位(12)在所述第一基底(24，26)的内侧面(34，38)上。


3.根据权利要求1所述的方法(2)，
其中制造(4)所述至少一个第一基底(24，26)包括：制造带有外部的第一基底(24)和内部的第一基底(26)的偶数个面型的第一基底(24，26)，并且
其中定位(10)所述第二基底(28，40)包括：将所述第二基底(28，40)的至少一部分引入所述外部的第一基底(24)和所述内部的第一基底(26)之间。


4.根据权利要求3所述的方法(2)，
其中所述内部的第一基底(26)和所述外部的第一基底(24)具有层构造，它们是彼此对称的。


5.根据权利要求3或4所述的方法(2)，
所述方法还具有：将所述第二基底(28，40)中的一个或多个第二基底或者将第三基底定位(22)在所述内部的第一基底(26)的内侧面(38)处。


6.根据权利要求5所述的方法(2)，
其中布置在所述内部的第一基底(26)的内侧面(38)处的第二基底(28，40)是与布置在这两个第一基底(24，26)之间的第二基底(28，40)对称地形成的。


7.根据以上权利要求之一所述的方法(2)，
其中借助于双带压制来执行制造(4)所述至少一个第一基底(...

【专利技术属性】
技术研发人员：诺贝特·舍尔奇，波尔·约恩，
申请(专利权)人：空中客车德国运营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE