[发明专利]用于生产三维预制件的方法和悬垂设备

说明书

本发明涉及一种用于借助包括下模(14)和悬垂压模(15a、15b、15c)的悬垂设备(13)来生产三维预制件(5)的方法，其中，具有高度H的纤维织物的叠层(11)被放置在悬垂设备的打开位置中，并且被压缩到最终厚度D。该方法的特征在于，在通过第一悬垂压模进行悬垂期间，第二悬垂压模被定位在引导位置中距下模达距离A，并且在引导位置中第二悬垂压模距叠层具有间隙S，其中，距离A＝高度H+间隙S，其中间隙S>0；或在引导位置中第二悬垂压模将叠层压缩达压缩量K，其中，距离A＝最终厚度D+压缩量K，其中压缩量K>0且压缩量K<高度H‑最终厚度D。

本发明涉及如权利要求1的前序部分所述的在生产纤维增强的成型部件的过程中用于生产三维预制件的方法，以及如权利要求8的前序部分所述的用于生产三维预制件的悬垂设备。

在生产纤维增强的塑料构件(也被称为纤维复合构件)的过程中，特别是作为工业应用，RTM方法、树脂转换模塑法(Resin-Transfer-Moulding-Verfahren)是惯用的做法。整个生产过程直至获得可应用的塑料构件由若干个相继进行的单独过程构成。在第一方法步骤中生产接近最终轮廓的预制件/纤维半成品，其基本上已经具有之后的塑料构件的外部形状。在该预成型过程(生产预制件)中，通常对多层纤维织物或纤维结块、一般是二维形状的进行叠层或如有可能则进行接合(缝制、焊接、粘合)，使得纤维织物和/或纤维结块的叠层基本上已经具有必需的外部轮廓并且部分地也已经具有特别的层或层厚度或者是局部的特征(WO2012/156524 A1)。优选地，将胶合剂涂到各层的分界面内，该胶合剂在达到变形的三维形状以及其活化和硬化之后会使各层彼此固定，并产生对应的3D轮廓(WO 2012/156523 A1)。对于预成型过程来说，织物叠层转移到变形模具内，并且大多在(相对低的)压力的作用下通过关闭该变形模具来接近之后的成型部件的轮廓，并通过使胶合剂活化(加热和冷却)来变硬，从而可使纤维半成品以接近最终轮廓的方式置于用于实施RTM方法的压力机的模具本身内(WO 2010/103471 A2)。根据需要，该纤维半成品还可以进行重新修整或在预定位置处冲裁，以获得纤维半成品(预制件)的相对于之后的塑料构件更为精确的轮廓。在将纤维半成品嵌入优选地适合于RTM方法的压力机的模具之后，将模具半件关闭并将所需的树脂注入模具的模腔内，其中，树脂浸渍纤维半成品的纤维结构、包围纤维并牢固地结合到树脂基体中。在树脂硬化之后，可将纤维增强的塑料构件出模。

除了RTM方法本身之外，生产纤维半成品已是生产塑料构件成功的基石。

在现有技术中已知许多生产预制件的可能性，其中，首先进行尽可能平坦的纤维织物和/或纤维结块的叠层的手动或自动的生产，该叠层接着在压力机中从其2D形状被转移为3D形状。

对于由纤维织物和/或纤维结块制成的多层二维裁剪物的3D变形也已知以下方法步骤：纤维织物或纤维结块从卷材退绕，并根据需要由多个不同的织物或结块、形状和尺寸合并成一个叠层。在此，有必要对应于预制件或塑料成型部件的剪切模型来加工或裁剪外轮廓和如有可能的内轮廓。在此，该剪切模型由预制件或最终构件展开而成。优选地，接着借助悬垂设备对所制成的、基本上平坦的叠层或纤维叠层进行悬垂或变形成三维预制物(WO 2012/062824 A1、WO 2012/062825 A1、WO 2012/062828 A1)。

用于生产预制件的其它方法例如从文献DE 10 2010 043 663 A1、DE 102010 043665 A1和DE 10 2010 043 666 A1中已知，其中，纤维叠层被放置在悬垂设备和成型壳体之间或在那里构造，接着悬垂工具从悬垂设备中移出，并且在此将纤维织物和/或纤维结块的叠层至少部分地带入到成型壳体中，直到叠层借助该悬垂工具被压入到成型壳体处并且在那里被固定为止。接着，其它的悬垂工具单独地或一起以预先给定的顺序从悬垂设备中沿成型壳体的方向行进，从而将纤维叠层悬垂到通过成型壳体预先给定的3D形状中。