【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于具有热塑性聚合物基体的实施领域。更具体地，本专利技术涉及在热塑性聚合物基体复合部件上集成加强件，例如一个加筋板，其包括蒙皮以及设置在蒙皮的至少一个表面上的型材形式的加强件；又例如一个翼梁，其包括在其凸缘之间的加强件或是系统固定接口。这些部件特别但不限于用于航空领域。
技术介绍
1、文献ep2709839/美国专利号9193433描述了一种用于制造加筋板的方法，该加筋板包括复合蒙皮，该复合蒙皮具有在热塑性聚合物基体中的纤维增强件，并通过型材加强件来进行加强，该加强件也由复合材料制成，该复合材料具有在热塑性聚合物基体中的纤维增强件。
2、根据现有技术的这种方法，通过将蒙皮整合在要与蒙皮组装的加强件的位置处，来进行蒙皮的铺敷。热塑性聚合物薄膜的熔融温度低于构成蒙皮基体的聚合物的熔融温度。
3、将如此铺敷的蒙皮进行固结。
4、加强件被制造出并被固结，它们包含一种热塑性聚合物基体，其熔融温度高于整合到蒙皮上选定位置的热塑性薄膜的熔融温度。
5、将固结的加强件压在固结的蒙皮上来进行组装，加强件被压到蒙皮上薄膜的位置，然后将整体加热至高于热塑性薄膜的熔融温度、但又低于用于制造加强件和蒙皮的基体的聚合物的熔融温度的温度。
6、因此，通过局部集成到基体中的热塑性薄膜来进行加强件与蒙皮的组装，这种组装方式更为有效，因为薄膜所含的热塑性聚合物可与制造蒙皮基体的聚合物以及制造加强件基体的聚合物混熔。
7、这种方法总体上令人满意，但也存在一些缺点。
8、以此
9、为能够在不使蒙皮或加强件去固结的情况下进行组装，为薄膜所选择的热塑性聚合物应能同时与构成蒙皮基体的聚合物以及构成加强件基体的聚合物混熔，并且其熔融温度应远低于这些聚合物的熔融温度。
10、例如，如果构成蒙皮基体和加强件基体的聚合物是熔点为343℃的聚醚醚酮(peek)，文献ep2709839/美国专利号9193433教示了选择熔点为219℃的聚醚酰亚胺(pei)作为组装薄膜的材料。
11、这种熔融温度的较大的差异并不能确保聚合物在组装界面的混熔，后者基本上表现出pei聚合物的性能。
12、当进行组装时，蒙皮和加强件处于固结状态，并且被加热至远低于其熔融温度的温度，后者保持刚性，并且蒙皮和加强件之间的任何形状差异都必须被吸收在组装薄膜的厚度中，这并不总是可行的，尤其是对于形状复杂和尺寸较大的面板。
13、现有技术中还存在其他方法，其中，蒙皮和加强件在组装过程中共同固结，或解除固结后再进行固结，这些方法的缺点是为了固结加强件以及蒙皮，需要能够在固结所需的所有方向上施加均匀压力的复杂的模具。
14、文献us2018/0319102描述了一种用于制造具有纤维增强件和热塑性聚合物基体的复合部件的方法，该方法包括通过自动纤维放置来获得非固结的层压板预成型件，纤维的沉积在一定的温度和沉积速率下进行，该温度以及该沉积速率使得各层彼此紧密结合，热塑性基体的聚合物的分子链不穿过各层之间的界面。
15、根据该方法制成的预成型件具有非常低的孔隙率，小于1％，具有足够的粘性和硬度，使其易于处理，但只有在其固结后才能达到预期的技术特性，这意味着它必须经受温度和压力的循环，以使构成预成型件基体的热塑性聚合物的分子链在层间界面上形成并延伸。
16、文献ep3096940/us10773470还描述了一种用于获取预成型件的方法，该预成型件未固结但适用于冲压具有热塑性聚合物基体的连续纤维增强复合材料，其中通过加热组装预浸有热塑性聚合物的单向层，该热塑性聚合物显示出其玻璃化转变温度与其熔融温度之间的再结晶温度，上述加热在包含在再结晶温度与熔融温度之间的温度下进行。
17、这些直接冲压方法的优点在于，如果加强件在与蒙皮组装时被解除固结，则在冲压前无需固结预成型件或坯料的中间步骤。
18、文献ep3112131公开了一种用于熔接复合结构的方法和装置，该装置包括底座、盖以及通道，该通道被配置为用于持住一个加强件，并且盖被配置为用于持住一个要与加强件进行熔接的复合部件。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决现有技术的缺点，并为此目的涉及一种制造具有纤维增强件和热塑性聚合物基体的复合部件的方法，所述复合部件包括：-基底部，由复合材料组成，所述复合材料具有包含在基体中的纤维增强件，所述基体由具有第一熔点的第一热塑性聚合物制成，所述第一熔点包含在第一熔融温度范围内；-加强件，与所述基底部形成一体，由包含在基体中的纤维增强复合材料制成，所述基体由第二热塑性聚合物制成，所述加强件包括一个凸缘以及至少一个腹板，所述第二热塑性聚合物具有第二熔点，所述第二熔点包含在第二熔融温度范围内；其中：-所述第二熔点高于所述第一熔点；-所述第一热塑性聚合物在所述第二熔点与所述第二热塑性聚合物混熔；所述方法包括以下步骤：i)获得所述基底部的未固结预成型件；ii)获得所述加强件的预成型件；iii)将所述第一热塑性聚合物的层整合到所述加强件的所述预成型件中，并使所述层位于所述凸缘处，所述凸缘旨在与所述基底部接触；iv)固结所述加强件的预成型件，所述预成型件包括所述第一热塑性聚合物的层；v)将所述基底部的预成型件以及与所述基底部接触的固结的加强件设置在模具中，所述模具包括用于再现所述基底部的形状的成型表面以及用于相对于所述成型表面定位所述加强件的构件；vi)对所述基底部与所述固结的加强件的组件进行固结热机械循环，包括在压力下将其加热至不高于第一温度水平以固结所述基底部的预成型件，并使所述加强件的所述凸缘紧密结合在所述基底部上，所述第一温度水平高于所述第一熔融温度范围但低于所述第二熔融温度范围。
2、与现有技术相比，该方法消除了热循环，基底部在与加强件接触的情况下固结。此外，基底部的这种固结步骤使得能够至少部分地补偿基底部与加强件之间的形状差异。
3、由于基底部的固结是在低于构成加强件基体的聚合物的熔融温度范围的温度下进行的，如果后者(加强件)可能经历一定的有助于形状适应的软化，则在该操作过程中其不会发生固结，并且将保持一定的刚度及其结构完整性。
4、因此，该方法既通过消除热循环步骤提高了生产效率，又简化了模具，因为加强件没有被解除固结，该方法不需要特定的模具来保持加强件的形状。
5、本专利技术可以根据下文中公开的实施例和变形来实施，这些实施例和变形可以单独考虑，也可以根据任何技术上可操作的组合来考虑。
6、根据一个实施方式，所述第一热塑性聚合物是低熔点聚丙烯醚酮型，所述第二热塑性聚合物是聚醚醚酮(peek)型，这些材料特别适合航空应用。
7、根据该示例性实施方式，所述第一熔融范围包含在285℃与320℃之间，所述第二熔融温度范围包含在294℃与354℃之间，所述第二熔点为343℃。
8、有利地，加热温度为335℃。这样的加热温度为这些材料的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于制造具有纤维增强料和热塑性聚合物基体的复合部件的方法，所述复合部件包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一热塑性聚合物是低熔点聚丙烯醚酮型，所述第二热塑性聚合物是聚醚醚酮(PEEK)型。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一熔融范围包含在285℃与320℃之间，所述第二熔融温度范围包含在294℃与354℃之间，所述第二熔点为343℃。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一温度水平为335℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一热塑性聚合物是型，且所述第二热塑性聚合物是聚醚酮酮(PEKK)型。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一聚合物是聚醚酰亚胺(PEI)型，且所述第二聚合物选自PEKK、以及PEEK。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤v)包括将包含所述第一热塑性聚合物的膜(430)置于所述加强件凸缘与所述基底部的预成型件之间。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加强件的所述纤维增强料包含连续的纤维。
9.根据权利
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加强件的所述纤维增强料包含短纤维。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基底部(110)是蒙皮，所述加强件(120)是型材，所述加强件与所述蒙皮一体化形成加筋板(100)。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基板部(1110)是具有U形截面的型材。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤i)包括将预浸渍有所述第一热塑性聚合物的纤维自动放置在所述模具的所述成型表面上而进行铺敷，从而制成所述基底部的未固结预成型件。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述固结的加强件被放置在所述加强件的定位机构中，使得所述加强件的凸缘与所述成型表面齐平，通过自动放置预浸渍有所述第一热塑性聚合物的纤维而进行的铺敷是在所述加强件的放置过程中进行的。
15.根据权利要求8所述的方法，其中，获得所述加强件包括以下步骤：
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述加强件的未固结预成型件的平铺敷步骤包括铺敷层，所述层包含有预浸渍有所述第一热塑性聚合物的纤维。
17.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述加强件通过注塑、增材制造或热压工艺获得。
...【技术特征摘要】
1.一种用于制造具有纤维增强料和热塑性聚合物基体的复合部件的方法，所述复合部件包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一热塑性聚合物是低熔点聚丙烯醚酮型，所述第二热塑性聚合物是聚醚醚酮(peek)型。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一熔融范围包含在285℃与320℃之间，所述第二熔融温度范围包含在294℃与354℃之间，所述第二熔点为343℃。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一温度水平为335℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一热塑性聚合物是型，且所述第二热塑性聚合物是聚醚酮酮(pekk)型。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一聚合物是聚醚酰亚胺(pei)型，且所述第二聚合物选自pekk、以及peek。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤v)包括将包含所述第一热塑性聚合物的膜(430)置于所述加强件凸缘与所述基底部的预成型件之间。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加强件的所述纤维增强料包含连续的纤维。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加强件的所述纤维增强料包含长纤维。
10...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。