[发明专利]成形包括增强纤维的半成品的成形工具和方法及成形装置

说明书

提供一种成形工具(6)，用于使包括增强纤维并以连续的过程传送到该成形工具(6)的半成品(2)成形。所述成形工具(6)包括配置为在所述半成品(2)的成形步骤中被加压的至少一个压力袋(8，8a‑8e)，在所述半成品(2)的成形步骤期间，所述半成品(2)被夹在成形元件(4)的成形表面和被加压的至少一个压力袋(8，8a‑8e)之间，从而所述半成品(2)基本呈现所述成形表面的形状。此外，提供用于使包括增强纤维的半成品(2)成形的成形装置和成形方法。

技术领域

本发明涉及用于使包括增强纤维的半成品成形的成形工具和方法。本发明还涉及用于使包括增强纤维的半成品成形的成形装置。

背景技术

在飞机构造中，越来越多地致力于使用整体或部分由例如碳纤维增强塑料(CFRP)的纤维增强复合材料制成的部件作为承载部件。例如，DE102007062111A1描述了一种由碳纤维增强塑料材料制成的横挡结构，其被用于支撑飞机地板系统的各个面板以便将客舱与设置在客舱下面的货物区分离开。此外，例如从DE102004001078A1和/或CN100418850已知为飞机机身段提供由纤维增强复合材料制成的蒙皮和增强元件(例如，框架、纵向加强条)。

当由纤维增强复合材料制造飞机结构部件时，首先，由纤维预浸料坯构造多层层压板。纤维预浸料坯可包括由增强纤维制成的织造或非织造织物，其被提供有例如环氧树脂材料的可固化合成材料的表面层。层状构造可以手动或以自动的方式实现。随后，可使纤维预浸料坯成形成飞机蒙皮的平面部分的期望形状或者成形成框架或纵向加强条的增强部分的期望形状。最后，施加到纤维表面的可固化材料在热压周期(autoclave cycle)中在压力和/或升高的温度下固化，由此生产具有固化合成材料基体和嵌入在基体中的增强纤维的复合材料。热压过程本身特别好地适合于即使具有复杂形状的部件的单独制造。

对于(例如，U形轮廓的)未固化预浸料坯材料的成形过程，已知若干技术。例如，用于由堆叠的预浸料坯形成U形轮廓的常用方法是隔膜成形，通常也称为热覆盖成形。平坦的多层堆叠物被定位在心轴(成形元件)上。随后，心轴被固定在真空台上，并且弹性体膜(典型地为硅橡胶)被放置在其上。由于预浸料坯成形需要升高的温度，所以热被施加。因此，红外加热设备通常被安装在膜上。在达到成形温度时，在心轴和膜之间产生真空压力。由于大气压的存在，膜伸展，因此成形并将预浸料坯片材预先固结成期望的几何形状。

然而，该方法要求整个轮廓长度同时成形。因此，例如在飞机的折合盖中发现的那样，对长结构构件的成形导致关联的成形工厂的大的占地面积。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成形工具和一种用于使包括增强纤维的半成品成形的方法，其减小关联的成形工厂的占地面积，并且其简化成形过程并提高大的成形结构的质量。本发明的目的还在于提供一种用于使包括增强纤维的半成品成形的成形装置。

上述目的通过如权利要求1限定的成形工具、如权利要求6限定的成形装置和如权利要求10限定的用于使包括增强纤维的半成品成形的方法而被实现。

根据第一方面，一种成形工具，用于使包括增强纤维且以连续的过程被传送到所述成形工具的半成品成形，包括配置为在所述半成品的成形步骤期间被加压的至少一个压力袋，在所述半成品的成形步骤期间，所述半成品被夹在成形元件的成形表面和经加压的至少一个压力袋之间，从而所述半成品基本呈现所述成形表面的形状。