[发明专利]使热气流循环通过纤维阵列来制造具有连续纤维的纺织预制件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及由包括连续纤维的纤维阵列制造纺织预制件的领域。这种预制件是具有与期望的最终部件的几何形状相同或相似的几何形状的中间产品，并且这种预制件通常具有足够的刚度以在保存其形状的同时被搬运。

本发明更特别地应用于航空和汽车领域，并且更普遍地，应用于由基于纤维和树脂的复合材料制成的所需部件的运输领域。

背景技术

具有连续纤维的纺织预制件的制造通常由树脂粉末的纤维阵列进行，该树脂粉末的纤维阵列最初为平的编织片材的形式，然后在冲头（punch）与型模（matrix）之间压制以便将其模制成期望的几何形状的组件。为了这样做，冲头通常由平移运动而被启动，意在使冲头与纤维阵列接触，然后以使该组件变形直至其紧紧地压靠型模，从而标志着冲压的结束。

然后，扣钩纤维阵列的工具放置在烘箱中以确保树脂粉末的熔化和硬化，然后树脂粉末将纤维联接在一起。然后执行冷却，再然后从工具取出获得的纺织预制件，以经受使得能够获得由复合材料制成的最终部件的随后操作。一种替代性的实施方式包括在工具中直接地放置加热元件来代替在烘箱中加热的步骤。

然而，无论保留何种解决方案，该类型的方法在制造时间方面仍需要优化，而这受到温度上升阶段和温度下降阶段的时长的强烈影响。

发明内容

因此，本发明的目的是至少部分地克服相对于现有技术的实施方式的前述缺点。

为了这样做，首先，本发明的主题首先是用于通过对包括连续纤维的纤维阵列进行冲压来制造纺织预制件的方法，该方法包括在型模与冲头之间加热纤维阵列以硬化所述纤维阵列的步骤。根据本发明，加热的步骤由使热气流循环通过型模、纤维阵列和冲头来执行。此外，纤维阵列包括具有连续纤维的优选地涂覆有树脂粉末的纤维层的层叠物。此外，在两个直接连续的纤维层之间置入滑动层，滑动层具有的摩擦系数小于纤维层的摩擦系数，并且每个滑动层均具有中空出口，该中空出口用于在冲压步骤期间使冲头通过，从而旨在将纤维阵列压靠所述型模。换句话说，其确保了滑动层与纤维层之间的摩擦力小于两个纤维层之间的摩擦力。

本发明的显著之处在于其突破了用于加热经冲压的纤维阵列的常规技术，这是由于本文提供了通过使热气流穿过工具以及要被固化的纤维阵列来加热该组件。该技术通过使用强制对流大大地削减了纺织预制件的制造时间。

根据本发明的所述方法优选地提供以独立或结合的方式采用的任何下列附加技术特征中的至少一个附加技术特征。

该方法包括：在加热步骤之后，通过使冷却气流循环通过型模、纤维阵列和冲头所执行的用于冷却纤维阵列的步骤。

对于热气体，其优选地为根据所面临的需要而采取期望的温度和压力的空气。优选地，在压力下进行气体的注入以用于加热和/或冷却。

在冲压步骤期间每个滑动层均相对于型模被固定地保持。

本发明还涉及一种制造部件的方法，该方法包括：实施如上所述的制造纺织预制件的方法，以及接着对获得的纺织预制件进行树脂浸渍的步骤。

优选地，通过树脂传递模塑（RTM）技术或液体树脂灌注成型（LRI）技术执行所述浸渍步骤。在无论何种情况下，浸渍的树脂被硬化以获得由复合材料制成的最终部件。

本发明还涉及用于实施如上所述的制造纺织预制件的方法的工具，所述工具包括各自具有用于保持纤维阵列的多孔部的型模和冲头。所述多孔部能够使气流通过，气流也意在穿过纤维阵列。

根据本发明的所述工具优选地包括以独立或结合的方式采用的下列附加技术特征中的至少任意一个附加技术特征。

该工具包括气流漏斗，该气流漏斗的外扩端用于以均匀的方式向型模的多孔部的穿孔供给气体。

型模的多孔部整个地容置在漏斗的外扩端内侧。

该工具包括支撑型模的框架，并且优选地由硅树脂制成的气流漏斗放置在该框架的内侧。

冲头具有部分地由冲头的多孔部限定的腔，该腔还由配备有气体出口的壁限定。

该工具包括气体循环装置、气体加热装置、以及调节气体加热装置的装置。

最后，该工具包括滑动层，该滑动层置于用于获得纺织预制件所用的纤维阵列的两个直接连续的纤维层之间，该滑动层具有的摩擦系数小于两个纤维层的摩擦系数，每个滑动层均具有用于冲头通过的中空出口。优选地，这种滑动层置于纤维阵列的所有纤维层之间。

本发明的其他优点和特征将在以下给出的非限制性的详细描述中变得清楚。

附图说明

将参照附图进行描述，在附图中: