用于为湿压法准备由纤维材料制成的半成品的方法

摘要

本发明涉及一种用于为湿压法准备由纤维材料制成的半成品(10)的方法，该半面品具有上侧面(14)和下侧面(12)，此方法包括下列步骤：将由纤维材料制成的半成品(10)以下侧面(12)设置在具有大量抽吸口(120)的准备面(110)上；通过抽吸口(120)往半成品(10)的下侧面(12)上施加负压；在半成品(10)的上侧面(14)上引入可流动的母体材料(20)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于为湿压法准备由纤维材料制成的半成品的方 法以及一种用于为湿压法准备由纤维材料制成的半成品的准备设备。

背景技术

用于为湿压法准备由纤维材料制成的半成品的方法原则上是已知 的。例如，将所谓的积材(Stack，堆叠)铺设在桌台状的准备面上， 这些积材构造为多层的纤维材料。接着从上侧面引入可流动的复合材 料作为母体材料。在半成品的纤维材料基本上完全浸透母体材料或者 说这种母体材料渗入之后，接着便可以将经浸渍的半成品装入湿压模 具中。在那里实施湿压法。然而仅仅从上面引入母体材料不足以能够 对由多层纤维材料构成的而且特别厚的半成品进行充分浸渍。更确切 地说，为了在多层纤维层的半成品的情况下充分浸透纤维材料，必须 实施对半成品的分割。这样，例如最多约三至五层的半成品才是可能 的，因而对于较大厚度的半成品来说必须与此相应地以夹层状的方式 将各个积材半成品相叠放置。母体材料被引入各积材半成品的各接触 层之间并且由此可以在内部渗入到相应的积材半成品之中。

已知方法的缺点是各积材半成品的高制造费用。这样，针对一个 整体的结构部件，例如必须制造大量的单独积材半成品而不再是仅仅 一个唯一的半成品。半成品经常由纤维材料的纺织物卷材或者无纺布 卷材(Flieβrolle)展开得到，其中，不同的层由大量的卷材合并而成。 接着实施切割过程，以便通过切割就已经能够确定半成品的基本几何 形状。如果为了以夹层状的方式引入母体材料而需要复数的两个或者 甚至更多不同的积材半成品，那么至少从半成品的制备到浸渍母体材 料为止的切割过程、运输过程和所有其他的工序也翻倍。甚至如果需 要三个或者更多的单独积材半成品，那么所述的花费与此相应地变为 三倍或者多倍。这一点特别是在用于进行制造的必要时间方面是关键 性的。成本也大幅上升。

发明内容

本发明的目的是，至少部分地消除前述缺点。特别是本发明的目 在于，提供一种用于为湿压法准备由纤维材料制成的半成品的方法以 及一种为实施该准备工作的相应准备设备，即使在半成品很厚的情况 下，所述方法和设备也能够以简单而经济的方式快速地引入可流动的 母体材料。

上述目的通过具有权利要求1所述特征的方法和具有权利要求6 所述特征的准备设备得以实现。本发明的其他特征和细节可由从属权 利要求、说明书和附图得出。在此，结合本发明的方法所说明的特征 和细节当然结合本发明的准备设备也是适用的，反之亦然，因而关于 各发明方面的公开内容总是可以相互引用。

本发明的方法用于为湿压法准备由纤维材料制成的半成品，该半 成品具有上侧面和下侧面。按照本发明的这种方法包括下列步骤：

-将由纤维材料制成的半成品以下侧面设置在具有大量抽吸口的 准备面上，

-通过抽吸口往半成品的下侧面上施加负压，

-在半成品的上侧面上引入可流动的母体材料。

在本发明的方法中，于是实现了母体材料以可流动方式仅仅在半 成品的上侧面上引入。就这点而言，便可以放弃夹层式地引入母体材 料。为了与半成品的厚度无关地、也就是说与用于半成品的纤维材料 的层数无关地保证可流动的母体材料的充分渗透，根据本发明实现了 一种支持(帮助)。该支持作用通过半成品的下侧面上的负压得以保证。

如果在本发明的方法中将半成品设置在具有大量的抽吸口的准备 面上，那么便可以在下侧面上施加一个负压。例如借助压缩机来生成 这个负压。借助负压产生了一种从半成品的上侧面向着下侧面方向的 抽吸效应。如果现在可流动的母体材料被涂覆在半成品的上侧面上， 那么除了起作用的毛细力以及除了起作用的重力之外还有所述负压施 加影响，支持(帮助)引入可流动的母体材料。换言之，构成了一个 用于母体材料的流体前缘(Fluidfront)，该流体前缘除了已经述及的 效应之外还通过负压沿着厚度方向穿过半成品。

当然可以在抽吸口内设置有传感机构，以避免将母体材料引入到 这些抽吸口内。为了确定可流动的母体材料完全渗透半成品的时间点， 也可以在本发明的方法中使用一种精确的时间控制。在后一情况中， 可以放弃使用昂贵的传感机构。

从本发明的准备方法出发，现在可以将经浸渍的半成品以已知方 式装入一个后续的湿压模具中。在此以通常的和已知的方式实施所述 湿压法的湿压工序。

在本发明的意义下，所述半成品特别是多层的构件，特别优选具 有约2至约4mm范围内或者以上的较大厚度。作为负压，特别是可 以考虑在约-0.2bar与约-0.6bar之间范围内的真空。在此，当然 可以使用压缩机设备，该压缩机设备可以通过与抽吸口流体连通方式 的连接而产生负压。

所述半成品根据其如何确切地构造也可以称为积材。可以以已知 的方式，例如由卷材供给(Rollenvorlage)实现该半成品的制造。在 此，可以使用纤维材料的无纺布(Flieβe)或纺织物或者稀松布。

通过本发明的方法特别是还可以对具有复杂几何形状的半成品进 行浸渍。在此，所说复杂几何形状特别是可以理解为厚的构件和具有 陡峭构件边缘的构件。在此，通过在相应湿压模具内的相对于水平线 的方位角(Seitenwinkel)界定了陡峭的构件边缘，该方位角在约50° 与约90°之间的范围内。

所述母体材料在引入之后在湿压法之内被硬化。作为母体材料， 例如可以使用树脂材料，特别是环氧树脂。

可以如下地进一步发展本发明的方法：在准备面上设置型板，该 型板局部地遮盖抽吸口，特别是与半成品的几何形状相对应。所说型 板，应该理解为一种安放在准备面上的元件。所说与半成品的几何形 状相对应，例如应该理解为框围所述半成品。然而除了框围之外还可 以考虑与半成品的重叠或者搭接。型板以这样的方式方法遮盖抽吸口， 即，存在着两种型板构造可能性。一是可以将型板设计为不透流体的， 即抽吸口在这个位置上不起作用。然而还有可能的是：型板具有自己 的可变换抽吸口，这些可变换抽吸口具有与所述抽吸口不同的分布。 借此改变了抽吸性能，因而可以实施负压的变化。在此，有助于往半 成品的各个区段中有针对性地施加负压。然而作为最简单的方案，它 是一种不透流体的型板，该型板包围着半成品边缘安放。因此大的准 备面也可以用于小的半成品，而不必对准备面进行适配调整。还可以 同时以本发明的方式准备大量的半成品。

如果在本发明的方法中在半成品设置于准备面上之前将与该半成 品相匹配的可换嵌件设置在准备面上，则实现了另一个优点。与型板 不同，所说可换嵌件应该理解为这样一种构件，该构件被置入准备面 中，例如一个凹口中。所述可换嵌件同样既可以构造成不透流体的， 也可以具有自己的可变换开口。借此它可以以相同的方式与半成品的 几何形状相匹配，如同对此关于型板所阐述的那样。也可以通过不同 的可变换开口以更具针对性的方式给半成品的各个区段施加某种确定 的负压。

此外有益的是：在本发明的方法中，由纤维材料制成的半成品构 造成多层的、特别是具有6层以上的半成品。在此，优选厚度设定在 约2mm至约4mm的范围内。半成品构造得越厚，本发明方法的优 点就越突出，因为可以连续地从上侧面引入母体材料。然而即使对于 薄的半成品，本发明的方法也带来了优点，因为特别是可以实现更快 地引入母体材料并且因此节省了时间。

可以如下地进一步发展本发明的方法：由纤维材料制成的半成品 具有至少局部为下列形式之一的纤维：

-纤维稀松布(Fasergelege)

-纤维纺织物。

在本发明的框架下也可以考虑前述非穷尽性列举的一些可能形式 的组合。优选地，各纤维、亦即纤维稀松布或者纤维纺织物是设置在 滚道上，它们可以通过一起滚动展开而相叠置并被剪切。这是半成品 的特别经济和简单的制造方式。

本发明的主题同样包括一种用于为湿压法准备由纤维材料制成的 半成品的准备设备。这种准备设备具有用于安置半成品的下侧面的准 备面。本发明的准备设备的特征在于：准备面具有大量的抽吸口，这 些抽吸口构造为用于往半成品的下侧面上施加负压。在此，例如可以 设置一个压缩机设备，该压缩机设备与抽吸口流体连通地相接。为此， 准备面可以具有相应的流体接口。本发明的准备设备特别是用于实施 本发明的方法，因而通过本发明的准备设备可以实现同样的优点，正 如针对本发明的方法详细阐述的那样。

可以如下地进一步发展本发明的准备设备：为准备面的至少一个 可变换区段设置可换嵌件和/或型板，它遮盖可变换区段的抽吸口。在 此，也可以使用可换嵌件与型板的组合。关于“可换嵌件”和“型板” 的概念的定义参照关于本方法的相应的段落。在两种情况中，可换嵌 件和/或型板既可以是不透流体的，也可以设置有自己的可变换抽吸 口。当然可以设定通过固定件将可换嵌件和/或型板固定的措施，以便 能够在实施本方法期间保持确定的定位。特别是在某种确定形状的半 成品的件数很大的情况下这种形式上为可换嵌件和/或型板的构件具 有优点，因为可以明显提高在两个半成品之间交换时的速度。

同样有益的是：在本发明的准备设备中可换嵌件和/或型板具有自 己的可变换抽吸口，这些可变换抽吸口与准备面的抽吸口流体连通地 相接。特别是，所述可换嵌件和/或型板在该面上具有一个下部容积， 使得特别经济和简单地提供流体连通方式的连接以供使用。借此可以 在可换嵌件和/或型板内简单地提供封闭的和开启的区域以供使用。因 此可以特别经济和简单地往半成品的下侧面上施加按面变化的压力或 者说预定的压力分布。

在设置可变换抽吸口时可能有益的是：在本发明的准备设备中， 抽吸口和/或可变换抽吸口均匀地或者基本上均匀地分布。这种均匀的 或者基本上均匀的分布使得相应构件的制造经济而简单。也可以以均 匀的方式在引入母体材料时实现一种基本上连续的流体前缘。当然， 均匀分布的抽吸口可以与非均匀分布的可变换抽吸口(以及反过来) 相组合。

作为可选方案，也可能的是：在本发明的准备设备中，抽吸口和/ 或可变换抽吸口非均匀地分布，以构成不同的抽吸区段。按此方式可 以实现多种二维延伸的压力分布。于是可以与半成品的不同厚度的各 区域相匹配，使得通过压力分布反映出厚度分布并由此产生相应构造 的流体前缘。

附图说明

本发明的其他优点、特征和细节可以由下文的说明得知，其中参 照附图对本发明的实施例加以详细阐述。在此，在权利要求书和在说 明书中述及的特征可以分别单独存在或者也可以任意组合，它们都可 能具备创造性价值。附图示意性示出：

图1为本发明的准备设备的第一实施方式；

图2为图1所示出实施方式，安放有半成品；

图3为本发明的准备设备的另一实施方式；

图4为本发明的准备设备连同型板的实施方式；

图5为本发明的准备设备连同可换嵌件的实施方式；和

图6为图5所示出的实施方式，附加地具有型板。

具体实施方式

图1和2示出了本发明的准备设备100的第一实施方式。该准备 设备构造成桌台状的并且在表面上具有一个准备面110。如示意性地 示出的那样，大量的抽吸口120基本上均匀分布地位于准备面110上。 为了更清楚起见在图2中未再示出抽吸口120。由纤维材料制成的半 成品10被设置在该准备面110上。

图3示出了本发明的准备设备100的另一实施方式的剖视图。可 以看到准备面110朝向上方定向。在准备面110的内部还可以看到有 一流体通道，该流体通道将各个抽吸口120相互连接并且向外通过一 个流体接口(未示出)引向一个压缩机。半成品10以其下侧面12安 放在准备面110上，因而上侧面14指向上方。如果现在施加负压的话， 该负压便通过抽吸口120作用在半成品10的下侧面12上。涂覆在上 侧面14上的母体材料20由此借助负压向下被吸向抽吸口120。那就 是说通过负压的支持来引入可流动的母体材料20。

对于半成品10所具有的几何延伸尺寸比准备面110的几何延伸尺 寸小的情况，可以使用型板130。图4示出一种这样的不透流体形式 的型板130。它遮盖那些未被半成品10覆盖的抽吸口120。因此所施 加的负压往半成品10下侧面12上仅仅作用到也就半成品10所在位置 的抽吸口120上。换言之，型板130防止在裸露的抽吸口120处发生 泄漏。

图5示出了准备设备100连同一个可换嵌件140的实施方式。该 可换嵌件140设置有大量的可变换抽吸口122。这些可变换抽吸口又 与一个可变换区段彼此流体连通地相接，使得可变换区段112的这个 空腔被安置到准备面110上。现在通过抽吸口120施加负压，该负压 又通过可变换抽吸口122作用在半成品10的下侧面12上。现在同样 又涂覆母体材料20(例如在图6中示出的那样)并且使其借助负压的 支持而引入半成品10中。

图6示出了由型板130与可换嵌件140构成的组合的可能性。其 中，这些构件配合作用，从而型板130此时就防止了否则裸露的可变 换抽吸口122的泄漏。

上文对于实施方式的说明仅仅是在举例的框架下描述了本发明。 不言而喻，这些实施方式的各个特征只要在技术上有意义的话就可以 自由相互组合，而并未脱离本发明的范围。

附图标记列表

10     半成品

12     下侧面

14     上侧面

20     母体材料

100    准备设备

110    准备面

112    可变换区段

120    抽吸口

122    可变换抽吸口

124    抽吸区段

130    型板

140    可换嵌件