[发明专利]生产线和用于生产由纤维增强塑料制成的产品的方法

说明书

本发明涉及生产线和用于生产由纤维增强塑料制成的产品的方法。生产线包括纤维带铺设系统，其包括工作台。第一纤维带具有在被铺设到基底上时布置成邻近基底的第一表面，并且还包括至少部分地布置在第一表面上的联结装置和与第一表面相反的第二表面。纤维带铺设系统还包括纤维铺设头，其具有第一纤维带的第一供应源和适于将第一纤维带压紧到基底上的第一压紧装置。纤维铺设头还包括将第一纤维带馈送到第一压紧装置的第一纤维带馈送装置和适于在联结装置被压紧到基底上之前对其加热的第一加热装置。第一分离器构造为使预先限定的一条第一纤维带在被压紧到基底上之前与第一供应源分离。纤维铺设头和工作台构造为相对于彼此移位和/或旋转。

技术领域

本发明涉及一种用于自动铺设纤维带的系统，以及使用这种系统生产纤维增强产品的方法。本发明还涉及一种纤维带以及用于生产这种纤维带的方法。本发明进一步涉及用于生产包含纤维增强塑料的产品的生产线。

背景技术

以马格努斯知识产权有限公司(Magnus Intellectual Property GmbH)的名义的WO 2008/154269 A2公开于2008年12月18日，并且公开了一种大型纤维复合材料机器，其具有用于向应用表面施加纤维复合材料的铺放头。该机器包括横向滑板，该横向滑板支撑在安装于地板导轨上的滑架上，该地板导轨支撑纱架。纱架保持诸如树脂基质中的碳纤维之类的纤维复合材料的多个线轴。来自纱架中线轴的各个纤维束通过一系列辊沿臂的长度被引向承载铺放头的枢轴组件。枢轴组件构造为绕三个轴线旋转，以使铺放头充分运动。铺放头包括向应用表面施加纤维束的压紧辊。该文献公开了应用表面可以如在飞机机翼的情况下一样进行固定，或者可以安装在旋转的主轴箱/尾架上、如在圆柱形工件的情况下。该文献还公开了纤维复合材料的各个通道，通道各自由驱动辊驱动，该驱动辊承载有用于复合材料的夹持机构、馈送机构和切割器。由于在高加速度下发生的动态负载，这种大型纤维复合材料的机器只能以相对中等的速度运行。此外，纤维沿正在移动的臂的长度的可靠输送/指向在很大程度上取决于移动的类型以及纤维的类型。

以哈林(Hamlyn)等人的名义的US 2008/0216963 A1公开于2008年9月11日，并公开了一种用于施加纤维以制造复合材料的部件的施加头。该申请公开了使用浸渍有树脂的带状物、特别地浸渍有热固性或热塑性树脂的碳纤维。施加头用于安装在移位系统的端部，并布置成沿表面移动、并且布置成向表面施加由大量纤维形成的较宽条带。

以空中客车防务航天有限公司(Airbus Defence and Space GmbH)的名义的US2017/0095985 A1公开于2017年4月6日，并公开了一种用于在纤维增强的塑料层压板的生产过程中进行联结剂活化的活化装置。该文献公开了使用半成品纤维带，其带有联结剂并且被递送到铺设支撑件上。活化装置包括至少一个发光二极管，该发光二极管构造为对联结剂进行加热。由此联结剂得以活化并且因此半成品纤维带可以在其被铺设之前产生粘性。这可以防止已铺设的半成品纤维带移动。

以美国赫氏钢筋公司(Hexcel Reinforcements)的名义的US 2015/0290883A1公开于2015年10月15日，并公开了一种用于在沉积表面上连续施加由单向增强纤维层构成的中间材料的方法，该单向增强纤维层在其至少一个面上与形成中间层的热塑性材料层和/或热固性材料层相关联。已经提出过这类复合材料以便减少由单向增强片材制成并由树脂基质固结的产品的脆性并提高其耐冲击性。为了减少由这样的材料制成的产品在铺设之前的分层问题，对中间材料进行特殊处理，以使热塑性材料和/或热固性材料穿透增强纤维层并在增强纤维的厚度上形成从一个主面延伸到另一主面的结合(bonding)桥。