[发明专利]树脂输送、施加和灌注系统与整体式铺层系统和使用方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及用于向复合材料施加和灌注树脂且随后使灌注的材料铺层的系统，并且更具体而言，涉及用于可控地输送、施加和灌注树脂到一条或多条纤维束上且随后使灌注的纤维束铺层的自动系统。

背景技术

灌注树脂的纤维复合材料越来越多地用于多种不同的行业，例如汽车、飞行器和风能，部分是因为它们重量轻并且强度高的性质。所期望的是形成复杂的复合材料构件和/或纤维图案，其中灌注过程和铺层过程被集成到自动顺列式进料系统中。当前的制造工艺通常涉及使用随后灌注树脂的纤维预型件(或称为“预浸料坯”的预浸渍的纤维板)，以及使用这些灌注的纤维预型件或预浸渍的纤维束的单独的铺层系统及程序。

目前，进行了努力以便使用包括辊(roller)的系统来提供一条或多条单独的纤维束的灌注，其中树脂从开孔流过辊中的孔到外表面。然而，这些系统不允许控制单独的丝束的灌注。为了提供对单独的丝束的灌注的控制，还进行努力以便使用系统提供一系列纤维束的灌注，该系统包括流过单独的可控喷嘴的树脂。不论灌注程序如何，在灌注过程之后，一条或多条纤维束在一个或多个单独构件铺层工具上经受铺层。该过程耗时且昂贵，因为要使用单独的系统来完成复合部件的制造。

因此，期望提供改进的系统，其允许在自动顺列式进料系统中控制一条或多条纤维束的树脂灌注，该进料系统集成铺层系统和程序以便完成复合部件的制造。此外，期望这样的系统，其有助于一条或多条干纤维束的实时顺列灌注以及在单个制造步骤中铺层灌注纤维束以用于形成复杂的复合构件。

发明内容

简而言之，本发明的一个方面在于一种自动顺列式制造系统，其用于：将树脂施加到一条或多条纤维束上，利用树脂灌注该一条或多条纤维束以形成一条或多条灌注的纤维束，以及随后将一条或多条灌注纤维束铺层以形成复合部件，其中，该一条或多条纤维束中的每条纤维束以相应的纤维速度移动。该自动顺列式制造系统包括自动树脂输送、沉积和灌注系统，自动铺层系统以及控制器。自动树脂输送、沉积和灌注系统构造成用以将树脂输送和沉积到该一条或多条纤维束中的相应纤维束上，以及将树脂灌注到该一条或多条纤维束上以形成一条或多条灌注的纤维束。自动铺层系统与自动树脂输送、沉积和灌注系统顺列设置，以便接收该一条或多条灌注纤维束的进料。自动铺层系统包括至少一个压辊以及定位系统，该至少一个压辊构造成用以将该一条或多条灌注纤维束粘附到基底表面上，该定位系统用以相对于基底的表面使压辊定向。控制器构造成用以控制树脂相对于该一条或多条纤维束中的相应纤维束的纤维速度的流率，控制树脂、灌注纤维束和自动铺层系统的温度，以及控制该自动铺层系统内的一条或多条灌注纤维束的张力。

本发明的另一方面在于一种自动顺列式制造系统，其用于：将树脂施加到一条或多条纤维束上，利用树脂灌注该一条或多条纤维束以形成一条或多条灌注的纤维束，以及随后将该一条或多条灌注纤维束铺层以形成复合部件，其中，该一条或多条纤维束中的每条纤维束以相应的纤维速度移动。该自动顺列式制造系统包括自动树脂输送、沉积和灌注系统，自动铺层系统以及控制器。自动树脂输送、沉积和灌注系统构造成用以将树脂输送和沉积到该一条或多条纤维束中的相应纤维束上，以及将树脂灌注到该一条或多条纤维束上以形成一条或多条灌注的纤维束。自动铺层系统与自动树脂输送、沉积和灌注系统顺列设置，以便接收该一条或多条灌注纤维束。自动铺层系统包括处于一条或多条灌注纤维束的馈送通路中的多个压紧辊、至少一个压辊以及定位系统，该至少一个压辊构造成用以将该一条或多条灌注的纤维束粘附到基底的表面上，该定位系统用以相对于基底的表面使压辊定向。控制器构造成，使用基于用于该一条或多条灌注纤维束中的相应纤维束的树脂宽度和树脂厚度的其中至少一项的测量数据的反馈来相对于通过自动树脂输送、沉积和灌注系统的该一条或多条纤维束中的相应纤维束的纤维速度控制树脂的流率，控制树脂、灌注纤维束和自动铺层系统的温度，以及控制该自动铺层系统内的该一条或多条灌注纤维束的张力。

附图说明

当参照附图来阅读下述详细描述时，本发明的这些与其它特征、方面和优点将变得更容易理解，其中，所有附图中的相似标号表示相似的部件，在附图中：

图1在侧视图中示意性地示出了根据一个实施例的用于树脂输送、施加和灌注以形成灌注纤维束并且随后纤维铺层以形成复合部件的自动顺列式系统；

图2在侧视图中示意性地示出了根据一个实施例的用于树脂输送、施加和灌注以形成灌注纤维束并且随后纤维铺层以形成复合部件的自动顺列式系统；