树脂浸渍的结构化纤维缆绳制造技术

一种树脂浸渍的结构化纤维缆绳，包括：设置成料束的多条丝束，所述多条丝束每一条包括多条结构化纤维；和浸渍到所述料束中的未固结聚合树脂。所述多条结构化纤维每一条相对于所述缆绳的中轴线限定的角度不大于大约１０度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及纤维加强的复合材料。
技术介绍
特殊的一类纤维加强的复合材料包括狭窄的平整带材，所述带材包括多条基本上 平行的结构化纤维，这些纤维以未固结的聚合树脂浸渍，这种带材也称为“预浸渍带材”。这 种带材通常利用自动化的纤维布置过程组装或“铺设”成料层，以形成未固结的复合组件， 所述复合组件随后通常利用热量和压力强化并固结，形成纤维加强的复合工件。这种带材 通常呈现宽高比较大的矩形截面。通常希望复合工件料层中的结构化纤维相对于工件具有特定取向，以使工件在特 定区域具有充分的结构强度。通常希望工件特定料层中的结构化纤维的取向在工件不同区 域发生变化。为了实现期望的纤维取向，预浸渍带材在沿着预定路径铺设过程中发生转向。 但是，这种预浸渍带材的结构化纤维赋予了带材显著的刚性，这样限制了带材可以转向的 程度。这种限制也称为材料的可允许“转向半径”。试图将预浸渍带材转向超过可允许转向 半径，即沿着半径小于可允许转向半径的路径转向，将导致带材打结或褶皱，这是非常不希 望看到的情形。已经进行过尝试来利用包括多条基本上平行的结构化纤维且纤维具有较小宽高 比的复合预浸渍型材，诸如横截面大致为圆形的型材来制造纤维加强的复合工件。由于这 种型材包括较少的结构化纤维，所以这些型材刚性小于宽高比较大的型材。但是，自动化设 备，诸如自动化纤维布置设备，难于馈送宽高比较小的型材，因为它们刚性较小。本领域存在树脂浸渍的结构化纤维型材的众多设计方案，但是仍然存在显著的缺 陷。附图说明被认为是本专利技术新颖特征的特征在附带的权利要求书中论述。但是本专利技术本身以 及优选使用模式以及本专利技术的进一步目标和优势，在结合附图阅读以下详细描述时，将得 到最好的理解，在附图中，附图标记最左侧的有效数字指代首次出现该附图标记的附图，在 附图中图1描绘了树脂浸渍的结构化纤维缆绳的第一例述性实施方式的类型化侧视立 面图；图2描绘了树脂浸渍的结构化纤维缆绳的第二例述性实施方式的类型化侧视立 面图；图3描绘了树脂浸渍的结构化纤维缆绳的第三例述性实施方式的类型化侧视立 面图；和图4描绘了树脂浸渍的结构化纤维缆绳的第四例述性实施方式的类型化侧视立 面图。具体实施例方式虽然本专利技术容易构造各种改型方案和替代形式，但是在附图中作为示例示出了本 专利技术的具体实施方式，并在以下详细描述。但是，应该理解，具体实施方式的描述的目的并 不是将本专利技术限制于所公开的特定形式，而是相反，本专利技术将覆盖落入附带的权利要求书 所限定的本专利技术的精神和范围内的全部改型方案、等同方案和替代方案。以下描述本专利技术的例述性实施方式。为了清晰，并非实际实施方案的全部特征都 在说明书中描述。当然应该理解，随着任何这些实际实施方案的发展，必须针对具体实施方 案做出各种决策，以实现开发者的具体目标，诸如符合与系统相关和与商业相关的约束，这 些约束从一种实施方案到另一种实施方案并不相同。此外，应该理解，任何这种开发工作可 能复杂且耗费时间，但是仍然是从本公开内容受益的本领域技术人员所从事的常规工作。在本说明书中，由于在附图中描绘了设备，所以可能针对各种部件之间的空间关 系以及部件各个方面的空间取向进行讨论。但是，在完整阅读本申请之后，本领域技术人员 应该理解，文中描述的设备、构件、装置等可以定位成任何期望的取向。因此，使用术语诸如 “上方”、“下方”、“上部”、“下部”或类似术语来描述各种部件之间的空间关系或者描述这些 部件的各个方面的空间取向，应该理解为分别描述部件之间的相对关系，或者所述部件各 个方面的空间取向，因为文中所述设备可以取向为任何期望的取向。树脂浸渍的结构化纤维缆绳包括多条松散地彼此扭绞、松散地编织或者松散地编 辫的丝束。所述缆绳以未固结的聚合树脂浸渍。随着所述缆绳沿着轮廓表面铺设，所述丝束 相对于彼此移动。丝束之间的这种相对移动允许缆绳沿着小半径铺设而不会褶皱或打结。 在一种特定实施方式中，所述缆绳大致为圆形截面。编织或扭绞丝束有助于缆绳具有足够 的刚性，以便缆绳可以用于自动化的纤维布置过程。此外，扭绞或编织丝束有助于将丝束保 持在它们的缆绳配置中，因此免于需要衬底材料，所述衬底材料阻止传统的纤维加强的聚 合物带材在存放滚轮上发生劈分。图1描述了树脂浸渍的结构化纤维缆绳101的第一示例实施方式的类型化的侧视 立面图。在该示例实施方式中，缆绳101包括多条丝束103、105和107。应该注意，缆绳101 的端部109向外张开以更好地揭示丝束103、105和107。每条丝束103、105和107都包括 一束扭绞或未扭绞的结构化纤维。这种结构化纤维的示例包括但不限于碳纤维、石墨纤维、 玻璃纤维、聚芳基酰胺纤维等。缆绳101通过将丝束103、105和107彼此扭绞而形成，以使 由丝束103、105和107的任意纤维与缆绳101的中轴线111所限定的角度A的绝对值不超 过大约10度，优选不超过大约5度。在一种实施方式中，丝束103、105和107分别沿着与缆绳101的扭绞方向相反的 方向扭绞，以保持缆绳101处于扭绞配置。例如，如果缆绳101为右旋扭绞缆绳，则在这种 实施方式中，丝束103、105和107为左旋扭绞丝束。相反，在这种实施方式中，如果缆绳101 是左旋扭绞缆绳，则丝束103、105和107为右旋扭绞丝束。浸渍到丝束103、105和107中 的未固结树脂进一步有助于将缆绳101保持在扭绞配置。浸渍到丝束103、105和107内的树脂可以包括任何适当的聚合材料。所述材料的示例包括但不限于热塑性聚合物、热固性聚合物、液晶聚合物、环氧、聚酰胺_酰亚胺、聚芳 醚酮、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚酯、乙烯基酯等。虽然缆绳101的特定实施方式包括三条丝束，即丝束103、105和107，但是本专利技术 的范围并不限于此。相反，树脂浸渍的结构化纤维缆绳可以包括任何期望的、适当数量的丝 束，诸如丝束103、105、107和109。例如，图2描绘了树脂浸渍的结构化纤维缆绳201的类 型化侧视立面图。在该例述实施方式中，缆绳201包括多条丝束203、205、207、209和211。 应该注意，缆绳201的端部212向外扩张，以更好地解释丝束203、205、207、209和211。每 条丝束203、205、207、209和211包括一束扭绞或未扭绞的结构化纤维。所述结构化纤维的 示例包括但不限于碳纤维、石墨纤维、玻璃纤维、聚芳基酰胺纤维等。在例述实施方式中，缆 绳201通过围绕丝束211扭绞丝束203、205、207和209形成，以使由丝束203、205和207 的任意纤维与缆绳201的中轴线215所限定的角度B的绝对值不超过大约10度，并优选不 超过大约5度。在一种实施方式中，至少丝束203、205、207和209分别沿着与缆绳201扭绞方向 相反的方向扭绞，以帮助将缆绳201保持在扭绞配置。例如，如果缆绳201为右旋扭绞缆 绳，则在这种实施方式中，丝束203、205、207和209为左旋扭绞丝束。相反，在这种实施方 式中，如果缆绳201为左旋扭绞缆绳，则丝束203、205、207和209为右旋扭绞丝束。浸渍到 丝束203、205、207、209和211中的未固结树脂进一步协助将缆绳201保持在扭绞配置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树脂浸渍的结构化纤维缆绳，包括：设置成料束的多条丝束，所述多条丝束每一条包括多条结构化纤维；和浸渍到所述料束中的未固结聚合树脂，其中所述多条结构化纤维每一条相对于所述缆绳的中轴线限定的角度不大于大约１０度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗纳德J米索姆，弗兰克B斯坦普斯，
申请(专利权)人：贝尔直升机泰克斯特龙公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]