专利名称：用热塑性复合材料制造毛坯的方法及相关制造工具，以及该方法在生产飞行器结构零件 ...的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及一种用热塑性复合材料(尤其是由连续纤维加固的热塑性复合 材料)制造面板或毛坯的方法。作为说明，其可以涉及以PPS或PEI树脂为基础的、用织品 (tissu)形式的碳纤维或玻璃纤维加固的热塑性基质(matrice)的复合物。
背景技术：
本发明优选地涉及一种制造厚度介于1至8mm之间的面板或毛坯的方法，例如那 些通常在航空领域中遇到的并在后面的制造步骤中通过使用EP0584017中描述的冲头-模 具(poincon-matrice)类型的方法或冲压方法压制成型的毛坯，该方法不需要任何额外的 切边(detourage)操作。因此本发明的执行使得可以获得具有平坦度、表面状态、材料健全度 (santematiere)和轮廓特征的面板，这些特性使得面板适合立即使用或在成型操作后用于 构成飞行器结构元件的部件。传统的用复合材料制造毛坯的方法通常以两个连续步骤实现，即成褶(drapage) 步骤和随后的加固步骤(也称作压实步骤)。对于航空应用，成褶步骤在于实现预浸渍有树脂的纤维织品的堆垛，其目的是为 了在堆垛方向获得多个重叠的层或褶皱。堆垛的加固步骤包括使用设置在堆垛上方的压紧盖板将堆垛压紧。实际上，该压 紧盖板允许通过施加压力将由重叠的预浸纤维织品组成的整体在堆垛方向上压实，并同时 允许将堆垛中存在的空气和气体排出，使得获得的毛坯具有可接受的孔隙度(小于5% )。 此外，该加固堆垛的步骤通过对堆垛加热来实现，以便使其达到能够使预浸渍的树脂与纤 维融合所需的温度，并且因此获得压实的并一体形成的最终元件。这种方法通常通过高压炉实现，该高压炉允许在施加压实所需的外部压力的同 时，使得堆垛区域真空，以便于堆垛的排气，并最终使整体达到所需温度。这种在高压炉内 实现的压实确保了_用于压实的压力的均勻分布；-有效排气(外部压力+真空)。如此获得的面板随后被切成多块毛坯，例如通过研磨水射(jet d' eau abrasif) 进行切割，然后将毛坯通过诸如冲压的成型方法进行成型。高压炉是特殊且昂贵的装置。因此，经常是车间或制造工厂中只有一台，因而也形 成了制造流程中的瓶颈。而且，由于它们的设计(通过高压炉内部的气压而向堆垛施加外 部压力，需要在舱内加热大量该气体)，使用它们需要相当长的时间(数小时)。切割面板的操作产生一些废料，其可达到面板原始重量的30%左右，这是不经济 的，尤其是对于诸如用于航空建筑的高成本材料来说。因此，对于表面积小于3平方米的小部件，并且尤其是表面积介于0. 1至0. 5平方米之间的小部件，使用压力机进行这种压紧步骤以减少循环时间是有利的。此外还具有一 个优点，即在工厂或车间将这种类型的材料成型的情况下，使用用于成型的相同类型的工 具(压力机)，从而使得在生产管理方面增加了灵活性。使用压力机进行加固的困难在于获得航空类型应用可接受的面板的平坦度、表面 状态以及材料健全度(孔洞或孔隙少)特性的可能性。从文件JP02162017A中已知一种压实方法，其允许在按压期间限制堆垛中的树脂 的过度排放。为此，该方法使用被柔性囊(vessie souple)界定的压实舱内的真空、利用压 板(平板垫块(cale plate))挤压堆垛以及利用固定块(cales de tablage)限制树脂流 的三者结合效果。结合了真空和挤压效果的这种方法允许以相对容易的方式在压实(挤压)之前或 同时获得最佳排气(由于真空的作用)。固定块的存在允许限制边界效应的干燥现象。换 句话说，存在于材料中的孔隙仅具有沿着如此压实的面板的边缘分布的几十毫米(通常介 于30至50毫米之间)的宽度。这些多孔区域将在后面的切边操作中被去除。在使用上述的并且优选地用于实现具有较小表面积的毛坯的压力机来压实的方 法的情况下，这样的位于毛坯边缘的受到干燥影响的区域通常是不可接受的，因为它引起 相对于该部件有用的表面积的超额费用。这种超额费用来自于材料的成本和在冲压前所需 的切边的成本。对于使用特别昂贵原材料(预浸渍织品)的航空类应用来说，这是非常敏 感。而且，使用“压力下(sous presse)”的方法必须达到高压以确保堆垛中包含的空 气和气体有效排出，同时还能不让树脂排出(干燥)。专利WO 90/11185公开了一种用热塑性复合材料制造零件的方法，其从包含有预 浸有热塑性树脂的连续纤维的织品的堆垛开始，其中堆垛是夹在两个压板之间，压板本身 是夹在两层玻璃纤维布之间，整体放置在Kapton 类型的真空袋里。
发明内容
因此本发明的目标是提出一种低成本地并且通过使用惯有工具利用由连续纤维 和热塑树脂构成的复合材料制造毛坯的方法，其从预浸有热塑树脂的织品堆垛开始。为此，本发明涉及一种利用热塑性复合材料制造用于后续成型操作的毛坯的方 法，其中，实施以下步骤a)通过光滑薄膜将由预浸有热塑树脂的连续纤维制成的织品的堆垛包裹起来，所 述薄膜流行至少一个开口，b)在底板的外周上设置固定块，并且将织品的堆垛安置在底板上，以便使得包裹 堆垛的薄膜与固定块接触，c)将压紧盖板安置在所述织品的堆垛的上方，所述织品的堆垛被薄膜包裹并安置 在底板上，d)通过在压紧盖板上方按压并且通过加热堆垛来施加压力和温度循环，为了至少 达到树脂的熔点温度的同时保持薄膜的不熔化和光滑，使得堆垛中存在的气体通过开口并 且随后通过至少一个排放通道排出，所述排放通道设置在压紧盖板和/或底板和/或固定 块上。
因此，在惯用工具(例如用于将毛坯最后成型为零件而在最后使用的成形压力 机)的帮助下，获得了没有充满空气和/或气体的孔的压实的毛坯。特别地，不需要毛坯边 缘的切边的这种昂贵的操作。本发明的方法允许保证毛坯的几何特性。在这里和本发明的上下文里要说明的 是，毛坯是具有明确几何特性的中间产品或半成品，将在随后通过冲压方式被成型。这一方 面通过确保预浸的织品的堆垛与校准零件(底板，固定块和压紧盖板)在制造过程中始终 相接触来确保，另一方面通过确保与这些不同零件的接触始终通过具有光泽外观的光滑薄 膜实现来确保，以便在整个制造阶段都可以满足表面光洁度要求。因此，在根据本发明的制 造中非常好地控制了堆垛体积的变化。在本发明的上下文中，堆垛所占用的该体积可在以下三种现象的作用下发生变 化_膨胀，其意味着预浸渍织品的“干”堆垛所占的厚度比其最终厚度大得多，约为最 终压实厚度的两倍，-树脂的熔化，这伴随这所述树脂的体积增大，-冷却期间的收缩。然后，在本发明的范围中，力图通过以下方式确保在压实的材料中没有孔隙-排出堆垛中所包含的空气和/或气体，-在压实阶段当树脂熔化时没有树脂的排出(干燥)，本发明允许-确保来自堆垛的气体被传送到工具外部(用于排出所述气体)，-以密封的方式将树脂保持在堆垛内，-在贯穿整个压实循环期间保持与校准零件(即底板，固定块和压紧盖板)的接 触，以确保毛坯的几何特性。为了实现本发明，可以有利地使用被构成为压紧盖板的可移动部分的工具，该工 具优选地具有厚截面且不易变形，因而允许压力机所施加的压力平均地分配到待压实的堆 垛的表面上，工具插入该压力机中。在生产渐增厚度的毛坯时，还可以使用平面底板或使用具有可变化高度的板 (plage)的底板。固定块可以固定在该底板的外周上，并且可选地带有凹槽，以便确保堆垛内部所 包含的空气和/或气体在按压过程中排出或泄出。这些固定块在允许校正由该方法实现的 面板的厚度的同时，还允许与根据本发明的薄膜的效果结合起来而抑制树脂在压实操作期 间的横向流出。当堆垛被放到底板上时，包裹堆垛的薄膜与所有的固定块相接触。用于实施根据本发明的方法的制造工具，可以有利地插入单作用或双作用液压机 中，所述液压机能够提供闭合力，该闭合力对应于分布在待处理的整个堆垛上的至少IMPa 的压力。压力机优选地装备有加热板，例如通过沸腾的油和/或通过电阻器和/或通过感 应或其它任何适于将它们的温度传递给工具的方式加热，工具自身放置在这些加热板上。 在一个可替换的解决方案中，在不超出本发明范围的情况下，工具可以通过与关于加热板 的所提到的方式相同的方式直接加热。
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根据本发明的所使用的薄膜优选地放置在底板上，待压实的堆垛起初是放在底板 上的。然后将薄膜的边缘折叠到堆垛上并且优选地通过高温粘合剂在四角保持这种位置， 从而形成四个构成褶子的元件。然后至少一片薄膜在褶子下滑动以便覆盖堆垛的上表面。该薄膜在底板、压紧盖板和堆垛之间形成界面。因此防止了在压实过程中任何树 脂粘到这些零件上。而且，由于薄膜具有非常光滑(有光泽的)的表面，这允许大幅提高毛 坯的表面状态，在这种情况下压紧盖板和底板的表面状态不会“印”到毛坯的表面上。因此，根据本发明所使用的薄膜的光滑外观在加固步骤中与堆垛的表面相接触， 这有利地允许在所得到的毛坯上获得非常令人满意的表面状态，所述表面状态完全符合在 某些领域(如航空领域)中遇到的表面质量高要求。而且，薄膜还有利地允许气体在加固步骤期间极佳地排出。这可以通过利用在将待压实的堆垛包裹起来的薄膜上形成开口的重叠区域使最 初位于堆垛内的空气和/或气体排放来解释。因此证明了所实施的排气是令人满意的，并 且允许获得孔隙度较低的毛坯，因此这确保了整体特性的机械强度性能。为此，根据堆垛的表面尺寸，可以通过增加重叠的薄膜片数而有利地创建出其它 的重叠区域。因此，上薄膜可以有利地分成两个或更多具有重叠区域的部分或薄片，并且位 于下面区域的薄膜也可以由两个或多个部分或薄片组成。重叠区域的增加形成了密封性被 降低的区域，这对于执行构成本发明的方法是非常有利的，特别是用于制造具有大表面面 积的毛坯。用薄膜对待压实的毛坯进行包裹还允许将堆垛内的树脂全部保留。实际上，虽然 在按压堆垛时允许空气和/或气体从堆垛中排出，但是薄膜的重叠区域不允许树脂的“排 出”，因为树脂的粘度太高而无法从重叠开口流出，而且所述开口还会在压力下重新封闭。因此，通过使用包裹堆垛的薄膜和使用固定块，纤维制品的体积与堆垛中树脂的 体积的比率在整个压实过程中保持不变。因此也就避免了在压实过程中由于树脂从堆垛中 泄出而导致的干燥现象的出现。在本发明的一个优选实施例中，所使用的光滑薄膜是聚酰亚胺薄膜。根据一个有利的实施例，方法的步骤b)的执行是通过相对于底板设置固定的固 定块且通过将织品堆垛切割成与固定块之间的尺寸相对应来实现的。本发明还涉及一种用于利用由连续纤维组成的复合材料制造毛坯的工具。根据本发明，该工具包括底板，压紧盖板，固定块以及至少一个排放通道，该排放 通道设置在底板和/或压紧盖板和/或固定块内。因此这种通道有利地允许来自堆垛的气体被输送到工具外部(用于将所述气体 排出)。本发明还涉及液压压力机(P)，其用于利用由连续纤维构成的复合材料制造毛坯， 该压力机装备有适用于熔化复合材料的热塑树脂的加热板，该压力机还包括如上所述的插 在板之间的工具。根据本发明的方法的一项非常有利的用途是用复合材料制造出用作飞行器结构 零件的毛坯。
参照附图，通过阅读详细说明，本发明的其它的优点和特征将显现出来，其中图1是根据本发明的压力机(P)的示意图，其用于利用包含连续纤维的复合材料 制造毛坯，其中工具1位于上、下加热板之间。图2是根据本发明的工具1的视图，工具1用于实现非矩形的且还具有渐进厚度 的毛坯，根据本发明，底板12的A、B、C、D、E区域具有不同的高度。图3和3A是纤维织品的堆垛20的俯视图和截面图，其中堆垛20包含的纤维预浸 有热塑树脂，并在图2的工具上放置有根据根据本发明的光滑薄膜21、22。图3B是根据本发明使用的固定块(14)的详细视图。图4A和4B是两个俯视图，其示出了用根据本发明的薄膜包裹堆垛20以制造平行 六面体毛坯的步骤。图4C是示出了根据图4A和4B的已包裹堆垛的截面图。图4D至4F是示出了根据本发明的与图4C的包裹堆垛方式不同的方式的截面图。图5和5A是分别示出了根据本发明生产的毛坯的俯视图和沿A-A线的截面图。
具体实施例方式参照图1，根据本发明的液压压力机(P)首先包括压实工具1，该压实工具包括两 个部分，即支撑底板12和固定块14的下部10以及支撑压紧盖板13的上部11。两个部分10、11可以沿着图1的轴Z相互平移，并且通过用作在压力下操作的并 被本领域技术人员所熟知的工具的传统装置进行其它自由程度的固定。参照图2，适当厚度的固定块14通过被拧到底板12的外周上(固定孔41)而设置 并装配在工具的下部11内。图3B示出了它们通过容纳在孔41的螺钉而被固定进底板12的方式。传统的方式下，工具1、底板12、固定块14以及压紧盖板13例如用40CMD8类型的 工具钢制成。图3A示出了固定块14相对于底板12的定位的一种有利的变型为了获得期望的 效果，固定块14和底板12之间的凸出高度e优选地与堆垛20的褶皱数成比例。典型地， 该高度e以毫米为单位，被表示为公式0. 005xN，其中N是堆垛20具有的褶皱数。因此对于 20个褶皱来说，凸出高度e至少等于0. 1毫米。整个工具1优选地事先用适当的溶剂脱脂。薄膜2 (例如是聚酰亚胺薄膜)的部分21在被切割成期望的形状后被设置在底板 12上。该部分21有利地涂有脱模剂，例如乐泰公司的FREEKOTE 44NC型。用于实现本发明的聚酰亚胺薄膜可以例如通过芳香四羧酸二酐与芳香二胺起反 应来制造。这些薄膜的厚度例如可以达到30微米，并且更常见的是介于约20至50微米之 间。举例来说，可以利用下列在市场上可买到的薄膜- AIRTECH 公司的50微米的热亚胺(thermalimide)薄膜。- RICHMOND 公司的50微米的热亚胺薄膜(编号UHT750)。
- KANEKA 公司的50微米的热亚胺薄膜(编号200AV)。
通常，由于这些聚酰亚胺薄膜的厚度较小，在加固堆垛后，薄膜的开口或交迭/重 叠区域仅通过压印在堆垛的表面上留下表面标记，这些标记不会损坏表面状态并且不会使 所获得的毛坯的整体机械特性显著变弱。所使用的聚酰亚胺薄膜(例如“热亚胺”类型)被选择为在加固堆垛的步骤中抵 抗可能达到400°C或更高的高温。由于在来自于根据本发明的毛坯的最终的板上不需要这 些热亚胺薄膜，因此这些薄膜被设置为例如通过剥离可以从被压实的堆垛的上表面或从压 紧盖板上容易地去除。在最频繁遇到的情况中，其中在加固步骤的最后阶段，所使用的薄膜 既不是贴在压实堆垛的上表面上，也不是贴在压紧盖板上，当然，这些聚酰亚胺薄膜的去除 不会造成任何特殊问题。因此可以在图3和图3A中看出由热亚胺薄膜21对织品的堆垛20的第一包裹预 先放置在工具1、12、13中，然后在将薄片22安装到上部(面向板13)之前将薄膜21折叠 到织品20上。薄膜2的上部可以包含单个薄片22，但是如果其是由两个薄片22a、22b(图 4C)或是更多的薄片构成将是有利的，这些薄片在10毫米至20毫米的宽度d上重叠，优选 地等于15毫米。使用两个或更多薄片的方案的优点是确保了更好的排气并提供了薄膜的 薄片彼此之间滑动的更大可能性。预浸渍织品的堆垛20被切割成适当的形状并放置在薄膜2上以便织品20与固定 块14在整个外廓上没有间隙地接触，即进行横向接触。根据本发明的织品的堆垛例如可以包含碳纤维的织品T300J，其具有 285克/平方米的表面质量(masse surface)，该碳纤维浸有类型为⑶0286的 PPS(p0lyphenylsUlph0ne，聚亚苯基)类树脂。同样的方法可以用任何类型的碳纤维、玻璃 纤维或芳族聚酸胺纤维或各种纤维的组合来实现，并预浸有诸如PPS、PEEK、PEI的任何类 型的热塑性树脂。薄膜2的部分21的边缘然后被折叠到堆垛20上并通过根据图4A的高温粘合剂 的应用而固定在该位置上。然后操作者在如图4B中如此实现的折边下滑动两个预先涂有脱模剂的板条或薄 片22a和22b。折边与板条或薄片22a和22b之间的重叠1至少为15mm。一旦形成堆垛，薄膜可以有利地折叠到边缘上并优选地用高温粘合剂固定。图5 中示出了一种在堆垛四个角固定的方式，因此形成四个“褶子”(一角一个)。根据一个特殊实施例，操作者可以随后安装至少一个热电偶(未示出)，通过使它 经过设置在固定块14内的凹槽42 (图3B)来与被包裹的堆垛20接触。这种与堆垛20相 接触的热电偶允许精确地控制能够实现压实的压力/温度循环。支撑着压紧盖板13的工具1的上部11被放置并定位在下部10上，然后整体被放 到压力机(P)下。首先在上部工具11的重量的作用下，并且然后在由压力机(P)施加的初 始液压作用下，堆垛20的膨胀被大幅度缩小，并且通过力的增大，压紧盖板13接触到固定 块14。在这个移动过程中，最初包含在堆垛20内的一大部分空气和/或气体被挤出，这 些气体能够通过在薄膜的部分之间形成开口(0)的重叠区域而从包裹中排出。薄膜的非可变形性质，包裹时的特殊布置以及薄膜2的一部分21与另一部分22 之间的低摩擦系数，还有薄膜2与堆垛20之间以及与钢之间的低摩擦系数，允许折边沿着
9图3A所示的箭头200的方向滑动，即平行于堆垛20的上表面限定的平面滑动。因此堆垛 20始终被薄膜2包裹，该薄膜在该“预压实”期间不会起褶。工具1被放在压力机(P)的内部，其与加热板15接触而渐渐增加温度直到达到树 脂的熔点(通常PPS树脂的熔点是310°C)。该温度的上升阶段是由与堆垛接触放置的热 电偶控制。在该温度上升的整个阶段，堆垛20上被施加有预压实压力，通常是2巴的压力， 压紧盖板13保持与固定块14接触。温度和该压力的共同作用导致气体从堆垛20中排出， 其首先通过由薄膜2的重叠或交迭部分所界定的开口(0)从堆垛20排出，然后通过形成在 固定块14内的凹槽42从工具1排出。这些凹槽42因此具有便于气体排出和允许引入控 制热电偶的作用。优选地，凹槽42具有介于1至3毫米之间的宽度和介于2至3毫米之间 的深度。一旦达到熔点，压力会增加到更高的水平，通常为10巴，而温度则保持不变。然后 温度和压力保持在该水平约十几分钟。树脂熔化伴随着树脂体积的增大。固定块14相对于底板12的凸出高度e小于压实后的堆垛20的最终厚度，堆垛自 身被厚度较小的薄膜2所包围(例如其厚度为0. Imm = 2*50 μ m)，该压力完整地施加到堆 垛20上并趋于将树脂从堆垛20中挤出。然而，所述树脂不能从堆垛中排出它“抵靠”着固定块14，因此它可以只在方向Z 上被排出。不过，通过(非可变形)薄膜2的包裹而形成的“包裹”内的液压压力趋于将薄 膜2的重叠处“封闭”，中央(d)和边缘(1)的重叠区域被用作挡板并将树脂保留在包裹里。因此，由于带有重叠部分的薄膜2对堆垛20的包裹、固定块14的存在和压力/温 度循环的控制，通过允许在预压实阶段气体的排出并通过在随后向堆垛施加高压实压力而 最终压实时保留包裹内的树脂，确保了较低的孔隙度。有利地在整个待处理的堆垛上的压 实压力可以是至少IMpa。在该10分钟的保持阶段的最后时刻，整体缓慢地冷却至约170°C (PPS树脂)的温 度并保持10巴的压力，冷却的速度为最多50°C /分钟，而理想的是约10°C /分钟。然后工 具1被打开以将如此压实的毛坯脱膜。事实上，脱模温度在熔化温度(以摄氏度表示)的50%至60%的范围内选择，也 就是说大于会发生收缩现象的温度。图4D至4F示出了热亚胺薄膜的薄片数量增加的不同示例，这种薄片数量的增加 可以在形成能够排出气体的重叠区域(0)的同时覆盖堆垛的更大表面。上面部分和下面部 分的重叠区域(0)优选地应该偏移一距离X。距离X应该至少等于2d，d是重叠区的宽度， 其理想值约为15毫米。实践中，距离X在很多时候都是等于薄膜2的薄片的标准宽度，即 250毫米。由此形成的重叠区域的目标是在所制造的毛坯中不形成机械弱化的区域。事实上，毛坯要求的厚度公差可能大于薄膜2的厚度。例如，毛坯要求的厚度公差 通常为0.01毫米(+/-0.005mm)，而薄膜的厚度为50 μ m。根据本发明所形成的每个重叠区 域留下一个凹形狭条形式的标记，该狭条的深度与薄膜厚度相等。因此，在重叠模式下，不 允许在毛坯厚度的两侧有两个彼此相对的凹形狭条，因为在这种情况下，毛坯所要求的厚 度公差是被忽略的。
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图5和图5A示出了在毛坯3的一个表面上由薄膜重叠而留下的标记或印记30的 一个示例(该标记的深度为50 μ m)。鉴于利用压力机的冲撞和缺少真空的情况下保证了压力，所提出的方法允许获得 与高压炉同样的效果。而且，鉴于在现有技术中压紧盖板直接接触堆垛，因而在接触点印上了其自身的 表面状态，本方法利用在压紧盖板、工具的基底以及堆垛之间都安置薄膜，以便获得板的完 美表面状态，该薄膜被布置为不会影响排气。另外，与现有技术中的其它已知方法相反，本发明的方法允许避免树脂的流出，因 此确保了材料的更好的健全度(没有“干燥”现象)。本发明允许获得以连续纤维形式的纤维加固的热塑性复合材料制造的毛坯，其具 有以下几何特征-该毛坯可在制造完成后直接通过热冲压成型，而不需要额外的机械加工，-并且其具有航空业要求相兼容的材料健全度和表面质量的特性(Ra< 0. 8 μ m， 单位体积的孔隙度<1%)。最后，凭借本发明，可实现具有平坦表面的、恒定或渐增厚度的毛坯，其随后被冲 压或不被冲压，并且也能够满足“航空”类型的质量规范，即-毛坯中存在的纤维率为60%或更多，_平整度的平均公差为1毫米/米，实践中整个平整度公差取决于所要制造的毛坯 的尺寸，-厚度表面或面与平面之间的平行度公差为0.015毫米，-表面状态的最大粗糙度Ra< 0.8 μ m，-单位体积的孔隙度<1 %。不言而喻，虽然在图示的实施例中，薄膜对堆垛的包裹是通过将薄膜的一部分预 先插在底板上而实现的，但也可以分开并预先执行，先将织品的堆垛用薄膜完全包裹住，然 后将该整体放置到底板上。
1权利要求
一种用于利用热塑性复合材料制造毛坯的方法，所述毛坯用于后续的成形操作，在所述方法中，实施以下步骤a)通过光滑薄膜(2，21，22)将由预浸有热塑树脂的连续纤维制成的织品堆垛(20)包裹起来，所述薄膜留下至少一个开口(O)，b)在底板(12)的外周上设置固定块(14)，并且将所述织品堆垛安置在所述底板(12)上，以便使得包裹薄膜(2)与所述固定块(14)接触，c)将压紧盖板(13)安置在被所述薄膜(2)包裹的并安置在所述底板(12)上的所述织品堆垛(20)的上方，d)通过在所述压紧盖板上方按压并且通过加热所述堆垛来施加压力循环和温度循环以便在至少达到树脂的熔点温度的同时保持所述薄膜不熔化和光滑，并使得所述堆垛中存在的气体通过所述开口(O)并且随后通过至少一个排放通道(42)而排出，所述排放通道设置在所述压紧盖板(13)中和/或所述底板(12)中和/或所述固定块(14)中，在所述方法中，通过这样的薄膜实现所述堆垛的包裹，该薄膜由至少两个部分(21，22)构成，所述至少两个部分被设置为使得所述两个部分中的下部(21)设置在所述堆垛(20)和所述底板(12)之间，并沿着所述堆垛的边缘延伸且在所述堆垛(20)的一个区域上方折叠，另外，所述两个部分中的上部(22)在所述下部(21)的折边(210)下面滑动。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述下部(21)的折边(210)具有至少15mm 的宽度1。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的制造方法，其中，所述上部(22)由至少两个具 有重叠区域的薄片(22a和22b)组成，所述重叠区域的宽度d介于10至20mm之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制造方法，其中，所述下部(21)由至少两个具 有重叠区域的薄片(21a，21b，21c)组成，所述重叠区域的宽度d’介于10至20mm之间。
5.根据结合权利要求4的权利要求3所述的制造方法，其中，两个下薄片(21a，21b， 21c)之间的重叠区域相对于两个上薄片(22a，22b)之间的重叠区域横向偏移距离X，所述 距离X至少等于2d。
6.根据上述权利要求中任一项所述的制造方法，其中，将热电偶与所述堆垛相接触，由 所述热电偶发送的温度信息用于控制压实循环。
7.根据上述权利要求任一项所述的制造方法，其中，在至少2巴的初始压力下实施一 加热循环直到达到树脂的熔点温度，然后在至少为10巴的压实压力下保持该熔点温度至 少10分钟，接着是在所述压实压力下以小于每分钟50°C的速度缓慢冷却，直到达到毛坯的 脱模温度，所述脱模温度介于以摄氏温度为单位的熔点温度的50%至60%之间。
8.一种用于利用由连续纤维组成的复合材料制造毛坯的工具(1)，所述工具包括底板 (12)、压紧盖板(13)、固定块(14)以及至少一个排放通道(42)，所述排放通道设置在所述 底板(12)中和/或所述压紧盖板(13)中和/或固定块(14)中，在所述工具中，所述固定 块(14)相对于所述底板(12)凸出，在所述固定块(14)和所述底板(12)之间的凸出高度 e被选择为，以毫米为单位，至少等于0. 005*N，其中，N是所述堆垛中的褶皱数。
9.一种液压压力机(P)，用于利用由连续纤维构成的复合材料制造毛坯，所述压力机 装备有加热板(15)，所述加热板适用于熔化复合材料的热塑树脂，并且所述压力机包括插 入所述加热板(15)之间的根据权利要求8的工具。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的制造方法的应用，所述方法用于利用复合材料 制造用作飞行器结构零件的毛坯。
全文摘要
本发明涉及一种用热塑性复合材料制造毛坯的新颖方法，其中通过在织品堆垛(20)上方的压紧盖板(13)上按压来施加压力和温度循环，其中织品堆垛(20)由预浸有热塑树脂的连续纤维(20)制成，其中堆垛(20)预先被放置在底板(12)上与包裹堆垛(20)的薄膜(2)接触，固定块(14)设置在板(12)的外周上，并且通过加热堆垛使得在保持薄膜不熔化且光滑的同时至少达到树脂的熔点温度，并且允许存在于堆垛中的气体通过至少一个由包裹薄膜所留下的开口(O)并随后通过至少一个排放通道(42)排放掉，排放通道(42)设置在压紧盖板(13)和/或底板(12)和/或固定块(14)内。
文档编号B29C70/54GK101970214SQ200980108632
公开日2011年2月9日 申请日期2009年3月24日 优先权日2008年3月27日
发明者达维德·布韦, 迪迪埃·库尔茨 申请人:空中客车运作股份公司