具有包覆成型刚性部分的弹性柔性复合制品制造技术

弹性柔性制品包括弹性柔性元件、第一刚性元件和第二刚性元件。弹性柔性元件由纤维增强聚合物复合物形成。第一刚性元件由第一热塑性组合物形成，至少部分第一刚性元件通过例如包覆成型工艺结合到弹性柔性元件的第一部分上。类似地，第二刚性元件由第二热塑性组合物形成，至少部分第二刚性元件通过例如包覆成型工艺结合到弹性柔性元件的第二部分上。弹性柔性制品可以用作弹簧、弓片、活动铰链等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有包覆成型刚性部分的弹性柔性复合制品优先权声明本申请要求2019年1月10日提交的代理人案卷号为12019005的美国临时申请系列号62/790,974的优先权权益，该文通过引用全文纳入本文。专利
本专利技术涉及纤维增强聚合物复合制品，并且具体涉及弹性柔性纤维增强聚合物复合制品，并且刚性热塑性塑料包覆成型到其部分上。专利技术背景在各种市场的许多应用中存在对弹性柔性制品(例如弹簧)的需求。纤维增强聚合物复合材料是可用于制造弹簧和其他弹性柔性制品的材料之一。尽管纤维增强复合材料相对于更传统的材料(例如金属)具有许多优点，但常规纤维增强复合弹簧仍然存在缺陷。例如，当常规纤维增强复合弹簧用作工业设备(例如振动输送系统)的部件时，可能需要或希望在常规纤维增强复合弹簧、振动输送系统的其他部件或设备以及用于将常规纤维增强复合弹簧紧固到其他部件或设备的螺栓、螺钉、夹具或其他紧固装置之间的连接点或接触点处使用单独的垫圈(washer)、垫片(gasket)或其他增强和/或密封部件。在组织常规纤维增强复合弹簧与其他部件或设备时，该增强和/或密封零件可以作为单独零件提供。然而，这么做可能效率非常低。该增强和/或密封零件可以作为单独零件提供，然后固定到常规纤维增强复合弹簧上，作为在常规纤维增强复合弹簧制造之后且与其他部件或设备组装之前发生的一部分二次加工。但是，该二次加工可能是劳动密集型的、缓慢或在其它方面相对低效的。专利技术概述因此，需要克服传统纤维增强复合弹簧的缺点并提供迄今为止未实现优点的弹性柔性纤维增强聚合物复合制品，例如弹簧。上述需求通过所公开专利技术的一个或多个方面能满足。本专利技术的一些方面涉及弹性柔性制品，其包括弹性柔性元件、第一刚性元件和第二刚性元件。弹性柔性元件由纤维增强聚合物复合物形成。第一刚性元件由第一热塑性组合物形成，至少部分第一刚性元件通过例如包覆成型工艺结合到弹性柔性元件的第一部分上。类似地，第二刚性元件由第二热塑性组合物形成，至少部分第二刚性元件结合到弹性柔性元件的第二部分上，例如通过包覆成型工艺进行结合。有利的是，刚性元件可以为接触点或连接点提供整体增强和/或密封，以通过螺栓、螺钉、夹具或其他紧固装置将弹性柔性制品紧固到单独的部件或设备。另外，刚性元件可以对弹性柔性制品在预期使用条件下不会挠曲、弯曲或以其他方式变形的部分进行稳定，同时允许弹性柔性制品在预期使用条件下会挠曲、弯曲或以其它方式变形的其它部分进行挠曲、弯曲或以其他方式变形。参考以下实施方式，本专利技术的特征将变得明显。所公开专利技术的上述各方面所提到的特征存在多种变形。附加特征也可以纳入所公开专利技术的上述方面中。这些变形和附加特征可单独存在，也可以任何组合的形成存在。例如，本专利技术所述任一方面所涉及的下文所讨论的各种特征可单独地或以任意组合形式结合到本专利技术所述的任一方面中。附图说明图1是所公开专利技术的第一示例性实施方式的弹性柔性制品的侧视图。图2是所公开专利技术的第一示例性实施方式的弹性柔性制品的俯视图。图3是所公开专利技术的第二示例性实施方式的弹性销柔性制品的侧视图。具体实施方式本专利技术的多个方面涉及弹性柔性制品。以下描述本专利技术的这些和其他实施方式的必需的和任选的特征。如本文所用，与纤维相关的术语“纵横比”是指纤维长度与纤维外径之比。如本文所用，与相对于刚性元件和弹性柔性元件相关的术语“结合”是指刚性元件通过化学结合和/或机械互锁结合固定至弹性柔性元件而无需粘合剂，例如，其可以通过包覆成型工艺实现，。如本文所用，术语“连续纤维”是指长度至少基本等于由包含该纤维的纤维增强聚合物复合物形成的制品或部件的至少一个尺寸并沿其连续的纤维。应当理解，“连续纤维”在字面上并不是指长度无限的纤维。通常，连续纤维的纵横比相对高，例如，大于800，或者大于1000。如本文所用，术语“连续纤维增强聚合物复合物”是指包含至少一种连续纤维的纤维增强聚合物复合物。在一些实施方式中，连续纤维增强聚合物复合物包含多根连续纤维，其中，在一些实施方式中，连续纤维相对于彼此单向取向(即沿共同方向对齐)。连续纤维增强聚合物复合物可以使用拉挤成型工艺来制备，该拉挤成型工艺包括拉动连续纤维丝束通过树脂熔体，进行冷却以提供派彩、带材和其它形状，随后切成限定长度。如本文所用，与制品或制品零件和材料相关的术语“由……形成”是指制品或零件由材料制备、模塑、成型、或以其他方式制成。术语“由……形成”是指制品和零件可包含所述材料、基本由所述材料组成，或由所述材料组成。如本文所用，在一些实施方式中，术语“不含”某一成分或物质是指该组分或物质的量不是以故意方式存在的，并且在其它实施方式中，该术语是指不存在该成分或物质的功能有效量，并且在其它实施方式中，该术语是指该组分或物质的量不存在。如本文所用，与制品或零件相关的术语“弹性柔性”是指制品或邻近能够在力(例如，压缩、拉伸、扭力、弯曲或剪切中至少一种)的作用下多次重复变形后恢复其原始形状或位置，而制品或部件的初始弹簧常数不会显著降低。如本文所用，与零件和形成零件的材料相关的术语“刚性”是指当根据ASTMD747、D790、D638或D882测试时，23℃、50％相对湿度下，零件和材料的(挠曲或拉伸)弹性模量大于700MPa(约100kpsi)。弹性柔性复合制品本专利技术的一些方面涉及弹性柔性制品，其包括弹性柔性元件、第一刚性元件和第二刚性元件。根据本专利技术，弹性柔性元件由纤维增强聚合物复合物形成；第一刚性元件由第一热塑性组合物形成，并且至少部分第一刚性元件结合至弹性柔性元件的第一部分上，例如，通过包覆成型工艺进行结合；并且第二刚性元件由第二热塑性组合物形成，并且至少部分第二刚性元件结合至弹性柔性元件的第二部分上，例如，通过包覆成型工艺进行结合。有利的是，刚性元件可以为接触点或连接点提供整体增强和/或密封，以通过螺栓、螺钉、夹具或其他紧固装置将弹性柔性制品紧固到单独的部件或设备。因此，可以消除连接点处单独或第二垫圈、垫片或其它增强或密封零件的需求。另外，刚性元件可以对弹性柔性制品在预期使用条件下不会挠曲、弯曲或以其他方式变形的部分进行稳定，同时允许弹性柔性制品在预期使用条件下会挠曲、弯曲或以其它方式变形的其它部分进行挠曲、弯曲或以其他方式变形。由此，刚性元件可以用于控制或引导弹性柔性制品中的预期挠曲、弯曲或其它变形。在一些实施方式中，弹性柔性制品能够在除弹性柔性制品第一部分和第二部分之外的一个或多个部分处进行弹性挠曲。在一些实施方式中，弹性柔性制品能够在预期使用条件下在压缩、拉伸、扭力、弯曲和剪切中的至少一种作用下进行弹性挠曲。弹性柔性元件根据本专利技术，弹性柔性元件由纤维增强聚合物复合物形成。在一些实施方式中，纤维增强聚合物复合物包含设置在聚合物基质中的多根连续纤维。也就是说，在一些实施方式中，纤维增强聚合物复合物是连续纤维增强聚合物复合物。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弹性柔性制品，其包括：/n由纤维增强聚合物复合物形成的弹性柔性元件，所述纤维增强聚合物复合物包含位于聚合物基质中的多根连续纤维；/n由第一热塑性组合物形成的第一刚性元件，其中，至少部分第一刚性元件在第一结合界面处结合至弹性柔性元件的第一部分上，并且第一结合界面不含粘合剂；以及/n由第二热塑性组合物形成的第二刚性元件，其中，至少部分第二刚性元件在第二结合界面处结合至弹性柔性元件的第二部分上，并且第二结合界面不含粘合剂。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190110 US 62/790,9741.一种弹性柔性制品，其包括：
由纤维增强聚合物复合物形成的弹性柔性元件，所述纤维增强聚合物复合物包含位于聚合物基质中的多根连续纤维；
由第一热塑性组合物形成的第一刚性元件，其中，至少部分第一刚性元件在第一结合界面处结合至弹性柔性元件的第一部分上，并且第一结合界面不含粘合剂；以及
由第二热塑性组合物形成的第二刚性元件，其中，至少部分第二刚性元件在第二结合界面处结合至弹性柔性元件的第二部分上，并且第二结合界面不含粘合剂。


2.如权利要求1所述的制品，其中，弹性柔性元件是基本平坦的细长体，该弹性柔性元件具有近端部分、远端部分、以及近端部分和远端部分之间的中间部分，并且，第一刚性元件结合至近端部分，第二刚性元件结合至远端部分。


3.如权利要求2所述的制品，其中，基本平坦的细长体具有纵轴，其中，近端部分、远端部分和中间部分各自具有沿纵轴的尺寸，并且中间部分沿纵轴的尺寸比近端部分和远端部分各自沿纵轴的尺寸更长。


4.如权利要求3所述的制品，其中，中间部分沿纵轴的尺寸是近端部分和远端部分各自沿纵轴的尺寸的至少两倍。


5.如权利要求2至4中任一项所述的制品，其中，第一刚性元件、第二刚性元件、近端部分和远端部分各自具有外边缘，第一刚性元件的外边缘与近端部分的外边缘基本齐平，第二刚性部分的外边缘与远端部分的外边缘基本齐平。


6.如权利要求1至5中任一项所述的制品，其中，多根连续纤维包括选自下组的连续纤维：芳族聚酰胺纤维、碳纤维、玻璃纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维以及它们的组合。


7.如权利要求1至6中任一项所述的制品，其中，聚合物基质包括选自下组的热固性树脂：环氧树脂、酚醛树脂、聚酯、和乙烯基酯。


8.如权利要求7所述的制品，其中，连续纤维是玻璃纤维，并且热固性树脂是环氧树脂。


9.如权利要求1至6中任一项所述的制品，其中，聚合物基质包括选自下组的热塑性树脂：聚酰胺、聚酯和聚烯烃。


10.如权利要求9所述的制品，其中，热塑性树脂选自下组：聚烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·艾弗雷特，D·哈芒德，R·勒弗兰德，
申请(专利权)人：艾维恩股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US