CN104742384B - 用于制造整体纤维复合构件的方法和相应的纤维复合构件 - Google Patents
用于制造整体纤维复合构件的方法和相应的纤维复合构件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104742384B CN104742384B CN201410611968.8A CN201410611968A CN104742384B CN 104742384 B CN104742384 B CN 104742384B CN 201410611968 A CN201410611968 A CN 201410611968A CN 104742384 B CN104742384 B CN 104742384B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fibrous layer
- covering
- composite component
- fibre
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 144
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 32
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 17
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 5
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 4
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims description 2
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 238000009745 resin transfer moulding Methods 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 3
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011038 discontinuous diafiltration by volume reduction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
- B29C70/685—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks by laminating inserts between two plastic films or plates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
- B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
- B29C70/345—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using matched moulds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
- B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
- B29C70/462—Moulding structures having an axis of symmetry or at least one channel, e.g. tubular structures, frames
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
本发明涉及用于制造整体纤维复合构件的方法和相应的纤维复合构件。所述方法包括如下步骤：提供第一纤维层；将嵌置元件设置在第一纤维层的一个表面上；将覆盖纤维层以至少一个第一区段设置在嵌置元件的自由表面上并以至少一个第二区段设置在第一纤维层的所述表面上，其中，所述覆盖纤维层由至少两个彼此相邻设置的部分覆盖纤维层构成；以及，将至少两个部分覆盖纤维层固定在嵌置元件的自由表面上，以产生一种待挤压的堆叠设置结构；对所述堆叠设置结构进行挤压，以产生所述整体纤维复合构件。
Description
技术领域
本发明涉及用于制造具有嵌置元件的整体纤维复合构件的方法和相应的纤维复合构件。
背景技术
在大批量生产的范围内经常将由纤维增强塑料构成的纤维复合构件制造成具有统一材料厚度和均匀分层结构的大面积的构件。具有这样结构的构件可以快速和经济地制造，例如通过所谓的“湿压法”，大大简化地来说，在该湿压法中在一纺织半成品上涂敷基质并在压制模具中将该半成品挤压成以后的构件的所期望的形状，其中，所述基质渗透半成品并浸渍其纤维。
已知的是，为了制得复杂的三维结构或者为了提高构件稳定性，利用局部涂敷的加强层增强纤维复合构件。也可以在其框架范围内设置附加的、用于局部加强或者构成中空的衬里。然而这种措施目前仅仅对于所谓的“Resin Transfer Moulding(树脂传递模塑法)”(缩写：“RTM”)是为人所知的。对此，同样大大简化地来说，首先在预成形步骤中将纺织半成品挤压成预成形坯(预成形件)或者将纺织预成形件通过编结法(Flechverfahren)制成泡沫芯。接着，将该泡沫芯置入压制模具中并利用注入模具内的基质进行浸渍。基于预成形的元件，可以无问题地与嵌置元件和其他预成形坯拼合到一起。另外，在注入基质时压制模具已经闭合，从而最大程度地防止了待连接的元件的滑动。
然而RTM法明显比湿压法更复杂和更昂贵。另外，RTM法的作业循环时间要高出数倍，因而湿压法被认为经济得多。
然而，通过使用明显更快捷和更合算的湿压法来制造类似复杂的三维成形的或者加强的纤维复合构件迄今为止由于多种因素还是不可能的。属于这种情况的特别是：在将基质涂敷在各个纤维层上以及接着才通过在压制模具内的挤压成形的期间，会出现多个重叠在一起的纤维层或插入的嵌置元件不可控地移位，从而所制成的、具有复杂结构的构件通常成为废品并因此不能使用。
发明内容
因此本发明的目的是，实现一种尽可能简单而经济的制造方法，用于工艺可靠地和可再现地制造具有嵌置元件的整体纤维复合构件。
该目的通过如下所述的方法以及通过如下所述的纤维复合构件得以实现。
具体而言，在此提出一种用于制造整体纤维复合构件的方法，其包括如下步骤：
-提供第一纤维层，
-将嵌置元件设置在第一纤维层的一个表面上，
-将覆盖纤维层以至少一个第一区段设置在嵌置元件的自由表面上并以至少一个第二区段设置在第一纤维层的所述表面上，其中，所述覆盖纤维层由至少两个彼此相邻设置的部分覆盖纤维层构成，和
-将至少两个部分覆盖纤维层固定在嵌置元件的自由表面上，以产生一种待挤压的堆叠设置结构，
-对堆叠设置结构进行挤压，以产生所述整体纤维复合构件。
因此，可以首先将嵌置元件定位在用作基础层的第一纤维层上。可以将覆盖纤维层安置在嵌置元件的自由表面上，即不与第一纤维层接触的表面上。所述覆盖纤维层作为整层是多件式地以至少两个或者更多部分覆盖纤维层构造的，并且能够这样地使整个覆盖纤维层(作为单元)由多个单件组合而成，通过这种方式，特别是对于复杂的三维轮廓，可以至少减少皱褶形成。该组合可以通过松散的并列放置或者部分的重叠放置来实现。当然，各个部分覆盖纤维层也可以事先就已相互连接。
为使所述部分覆盖纤维层在继续加工期间不会从它们的指定位置移位，本方法规定：将这些部分覆盖纤维层固定在嵌置元件上。这一点特别是能够在至压制模具的输送期间或者后续的挤压步骤期间保证实现稳定的定位保持，防止各个部分覆盖纤维层的滑动或者移位，否则这些部分覆盖纤维层相对于一体统一的覆盖纤维层来说特别容易移位。
因此本方法能够将纤维复合构件制造成具有复杂几何形状的整体成型构件，然而放弃了已知的、构件密集型的(bauteilintensiv)壳式结构。除了节省费用和较低的制造费用之外，在构件质量高的同时产生新的和可简单实现的设计可能性。
根据另一种实施方式，至少两个部分覆盖纤维层这样地彼此相邻设置：使得部分覆盖纤维层中的至少两个在搭接区域内相互搭接。这意味着：分别彼此相邻设置的部分覆盖纤维层与分别直接邻接设置的部分覆盖纤维层在各部分区段中搭接地设置。优选这样地确定共同构成的搭接区域的尺寸和配置：使得可靠地保证在整个覆盖纤维层内的力的传递。
优选地，固定所述部分覆盖纤维层的步骤可以包括与嵌置元件局部材料接合地和/或形状锁合地和/或力锁合地连接，特别是借助至少局部地指定的量的基质和/或粘合材料进行粘附和/或借助一些连接件至少局部地卡套或者夹紧。也就是说，例如可以将基质在确定的位置处局部地或者大面积地敷设到嵌置元件上，以便将一个或者多个部分覆盖纤维层固定在嵌置元件上并防止移位。
作为另选或者补充，可以借助例如穿过相应部分覆盖纤维层置入嵌置元件中的连接件固定部分覆盖纤维层。例如夹子、针或钉子等适合于此。这些连接件优选保留在以后的构件之中。
另外，部分覆盖纤维层中的至少一个可以构成可展开的面。根据数学定义(几何学)，两维的面被称为可展开的面，该面的展开可以无内部变形地转换成欧几里得平面，从而所述面光滑地位于平面上。这种面的特点尤其是在于一种没有“折弯形成”的三维形状。(以基本上两维的形状)传递到部分覆盖纤维层上意味着：纤维层将嵌置元件(作为三维体)这样地覆盖：使得各个部分覆盖纤维层光滑地和无折弯形成地平放于嵌置元件的表面上。可以这样地对所述部分覆盖纤维层进行裁剪，即，空出所述嵌置元件表面的潜在可能形成折弯的位置，并通过确定地、局部地设置搭接区域将这些位置构造成通向新的部分覆盖纤维层的过渡，从而避免了在相应的部分覆盖纤维层中形成折弯。
根据一种实施方式，可以将第一纤维层和/或至少两个部分覆盖纤维层分别作为非浸渍的纤维层或非浸渍的预成形坯予以提供，并且该方法可以包括一个或者多个将基质敷设到各相应的纤维层上的步骤。
这意味着：将相应的各纤维层准备成干燥的、亦即非浸渍的纤维半成品，并且，要么在它们的准备期间要么在此之后、然而最晚在挤压步骤之前，在一个或者多个中间步骤中施加基质。
原则上纤维层中的每一个，即第一纤维层和/或至少两个部分覆盖纤维层可以构造成例如单层的或者多层的纺织物、稀松布(Gelege)或针织物，或者是单向的或多向的。作为纤维，可以使用特别是玻璃纤维、碳素纤维或者芳族聚酰胺纤维，但是也可以使用其他适合于加强纤维复合构件的纤维材料。
优选的是，首先将第一纤维层作为干燥的半成品来提供，接着(至少局部地)涂敷基质。在接着将嵌置元件安置在涂敷的基质上之后，然后同样可以先将部分覆盖纤维层作为干燥的半成品固定在该嵌置元件上。接着也在部分覆盖纤维层上涂敷基质。在以后的挤压过程中基质便渗透各个纤维层并浸渍这些纤维层。作为另选方案，可以将基质敷设到嵌置元件上以及借助该基质将部分覆盖纤维层固定在嵌置元件上。
因此可以在利用所谓的湿压法的情况下通过简单、快速而经济的方式制造一种相应复杂的、具有嵌置元件的三维纤维复合构件。
作为选择，第一纤维层和/或部分覆盖纤维层可以作为预成形坯，同样在非浸渍状态中以类似方式针对所述方法进行使用。
作为另选方案，第一纤维层和/或至少两个部分覆盖纤维层分别包括一个用基质预浸渍的、单层或多层的纤维堆叠。这种做法允许放弃用于涂敷基质的单独步骤。取而代之的是，相应的各纤维层已经用基质浸渍并且能够根据所述工艺方法被设置、固定和挤压。
在每一种情况中，所述嵌置元件例如可以包括一种形状稳定的和/或功能一体整合的(funktionsintegriert)嵌置元件。也就是说，嵌置元件设置为用于确定一个相应的空间，该空间尽管经过挤压步骤，仍应该至少基本上保持不变。因此，原则上所有相应形状稳定的元件都适合于嵌置，其中，由于挤压造成的与总容积相比很小的体积减少也应该算作是形状稳定。
除了形状稳定性之外还能够实现另外的功能诸如绝热、加强、隔音和/或消音以及接纳其他构件的任何嵌置元件均可以视为是功能一体整合的。
特别是，为此嵌置元件可以包括泡沫芯、木芯、塑料芯、金属芯、蜡芯和/或由实心材料、发泡材料构成的芯体，具有中空结构、蜂窝状结构，和/或由隔音的和/或消音的材料构成的芯体。
特别优选的是，嵌置元件构造成沿着压制模具的闭合方向关于压制模具自定心(自动对中心)。为此，嵌置元件具有一种沿着闭合方向扩展/扩大的几何形状。所述闭合方向应视为涉及压制模具的为了进行挤压而接纳嵌置元件的半模相对于嵌置元件的相对运动方向。反过来表述的话，几何形状是构造成反向于闭合方向逐渐缩小。换言之，嵌置元件构造成沿着从第一纤维层远离地指向的方向逐渐缩小。这便提供了下述可能性：在模具闭合时嵌置元件按照压制模具的造型、亦即具有构造成相应互补的斜面的造型空腔(阴模)自动地沿着侧向(横向于闭合方向)移向准确地预先确定的位置。
这意味着：特别是在模具闭合时可以对在将嵌置元件设置在第一纤维层上时确定的位置在一定程度上-如果需要的话-进行修正。因此，也就是说，可以对嵌置元件的不精确的设置进行事后精确化处理并因此减少废品。
已经阐述的将部分覆盖纤维层固定在嵌置元件上提供了附加的优点：在模具闭合时部分覆盖纤维层也在一定程度/范围内依循嵌置元件的侧向修正运动。
另外，本发明还提出一种纤维复合构件，其包括：第一纤维层；设置在该第一纤维层的一个表面上的嵌置元件；以及将该嵌置元件的自由表面至少以第一区段至少部分地覆盖的覆盖纤维层。覆盖纤维层与第一纤维层至少在第二区段内彼此面状地连接。覆盖纤维层由多个部分覆盖纤维层构成，这些部分覆盖纤维层彼此相邻地设置，其中，所述部分覆盖纤维层中的至少两个分别在一搭接区域内相互搭接。
优选该纤维复合构件是借助如说明所述的方法制成的。
所述纤维复合构件例如可以是机动车的车身结构件，特别是具有大或小尺寸的复杂几何形状或者复杂横截面的车身结构件，诸如侧框或者端壁，以及底部元件、门、顶部或者尾部部件。
附图说明
下文将参照附图借助实施例进一步详细地阐述本发明。附图中示出：
图1至9为如说明所述的用于制造具有嵌置元件的整体纤维复合构件的方法的各个步骤，和
图10为利用如图1至9所示出的方法制造的整体纤维复合构件的示意性剖视图。
具体实施方式
图1至9示出了用于制造具有嵌置元件的整体纤维复合构件的方法的各个步骤的示例性顺序的示意图。
在图1示出的第一步骤中，首先实施的是提供第一纤维层11。该纤维层可以设置为非浸渍的纺织纤维层(特别是纺织物、稀松布或者针织物)，该纤维层可以构造成单层的或者多层的以及单向的或者多向的，以及因此构成一个基础堆叠(Grund-Stack)，待制成的纤维复合构件的其他组成部分被构建于该基础堆叠上。
在图2示出的第二步骤中，将基质12诸如由一种树脂-硬化剂-混合物构成的双组份基质涂敷在第一纤维层11的一个表面上。优选可以将涂敷限定在一个局部区域上，在该区域内在下面的第三步骤(图3)中将嵌置元件13设置在第一纤维层11的所述表面上。当然同样可以将基质涂敷在第一纤维层11的一个更大区域内或者多个区域一部分中。
在第三步骤中设置的嵌置元件13在所示出的实施方式中构造成支撑芯，例如由发泡材料或其他形状稳定的材料构成。当然，所述嵌置元件13也可以包括其他另选的材料和/或功能一体整合的嵌置元件13，特别是木芯、塑料芯、金属芯、蜡芯和/或由实心材料、发泡材料构成的芯体，具有中空结构、蜂窝状结构，和/或由隔音的和/或消音的材料构成的芯体。
接下来在第四步骤(图4)中将另外的基质14涂敷到嵌置元件13的自由表面15上，即不与第一纤维层11连接的那个表面上。另外，将基质16涂敷在第一纤维层11的所述表面上(只要在图1以后的步骤中还未实施的话)，该基质以后成为所要制造的纤维复合构件30的组成部分。这意味着：多余的边缘区域与此相反则可以保持无基质涂层状态。
图5至图9示出了由三个彼此相邻设置的部分覆盖纤维层17a至c构成的一个整体的覆盖纤维层17。整个覆盖纤维层17的总共三个第一(部分)区段18a(即每个部分覆盖纤维层一个第一区段18a)设置在嵌置元件13的自由表面15上以及总共四个第二(部分)区段18b设置在第一纤维层11的表面上。每一部分覆盖纤维层均可作为非浸渍的纤维层或者非浸渍的预成形坯来提供。在此，三个部分覆盖纤维层17a至c中的每一个分别构造为数学意义上的可展开的面。
首先，在图5示出的第五步骤中，将整个覆盖纤维层17的第一部分覆盖纤维层17a设置在嵌置元件13的自由表面15上。由于根据图4基质涂层已经涂敷在嵌置元件13的自由表面15上，因此致使第一部分覆盖纤维层17a连同第一区段18a之一同时固定在嵌置元件13的自由表面上。由此，借助与嵌置元件13局部的、材料接合的连接实现了第一部分覆盖纤维层17a的固定步骤。当然，作为补充或者另选，可以进行力锁合的和/或形状锁合的固定，特别是借助粘合材料进行粘附和/或借助一定数量的连接件(未示出)至少局部地卡套或者夹紧。
在接下来的第六步骤(图6)中，涂敷用于第二和第三部分覆盖纤维层17b或17c的另外的基质19。基质19特别是涂敷在第一部分覆盖纤维层17a在相应边缘区域内背对所述嵌置元件13的表面上，以便获得一个与第二和第三部分覆盖纤维层17b和c(参照图7)搭接的区域。另外，针对第二和第三部分覆盖纤维层17b和17c的相应第二(部分)区段18b，还将基质敷设到第一纤维层11的表面上。
如在图7中示出的那样，接着将第二和第三部分覆盖纤维层17b和17c设置在相应预备好的位置上并借助已经涂敷的基质进行固定。部分覆盖纤维层17a至c这样地彼此相邻设置：使得部分覆盖纤维层中的各两个17a和17b或17a和17c分别在一搭接区域20内(特别是在图9中可以看到)相互搭接。
由此便可以产生一种相应的堆叠设置结构25。
继此之后，在第八步骤中对堆叠设置结构25进行挤压，以产生在图8中所示的整体纤维复合构件30，以及实施一个稍后的、可选择的、剪切所产生的纤维复合构件30的第九步骤用于将边缘切分开并得到确定的构件边缘。
作为另选方案，可以利用这样的第一纤维层和/或部分覆盖纤维层执行所述方法，所述纤维层分别包括一个用基质预浸渍的单层或多层的纤维堆叠。因此可以省略用于涂敷基质的中间步骤，特别是在图2、4和6中阐述的、用于涂敷基质的步骤。
图10示出了利用如图1至9所述的方法制成的整体纤维复合构件30在具有下部半模51和上部半模52的压制模具50中的示意性剖视图。
该纤维复合构件30包括第一纤维层11、设置在该第一纤维层11的一个表面上的嵌置元件13以及利用第一区段18a将嵌置元件13的自由表面15至少部分地覆盖的覆盖纤维层17，其中，该覆盖纤维层17与第一纤维层11至少在两个第二区段18b(这也可以选择性地是一个环绕嵌置元件13的第二区段)中彼此面状地连接。覆盖纤维层17(如在图7至9中示出的那样)由多个部分覆盖纤维层(17a至c，在图10中未示出)构成，这些部分覆盖纤维层彼此相邻地设置，其中，所述部分覆盖纤维层中的至少两个分别在一搭接区域内相互搭接(同样未示出)。
作为选择，嵌置元件13构造成沿着压制模具的闭合方向S关于压制模具50或者其上部半模52自定心的。为此，嵌置元件13具有一种沿着闭合方向S扩展/扩大的几何形状。所述闭合方向S应视为涉及压制模具50为了进行挤压而接纳嵌置元件的上部半模52相对于嵌置元件13的相对运动方向。换言之，嵌置元件13构造成沿着从第一纤维层11远离地指向的方向逐渐缩小。这便提供了下述可能性：在模具50闭合时嵌置元件13按照压制模具的造型、亦即具有构造成相应互补的斜面的造型空腔(阴模)自动地沿着侧向(横向于闭合方向S)移至准确地预先确定的位置。
Claims (13)
1.用于制造整体纤维复合构件的方法，包括如下步骤：
-提供第一纤维层，
-将嵌置元件设置在所述第一纤维层的一个表面上，
-将覆盖纤维层以至少一个第一区段设置在所述嵌置元件的自由表面上并以至少一个第二区段设置在所述第一纤维层的所述表面上，其中，所述覆盖纤维层由至少两个彼此相邻设置的部分覆盖纤维层构成，和
-将所述至少两个部分覆盖纤维层固定在所述嵌置元件的所述自由表面上，以产生一个待挤压的堆叠设置结构，
-对所述堆叠设置结构进行挤压，以产生所述整体纤维复合构件。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述至少两个部分覆盖纤维层这样地彼此相邻设置：使得所述部分覆盖纤维层中的至少两个在一搭接区域内相互搭接。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，固定所述部分覆盖纤维层的步骤包括与所述嵌置元件局部材料接合地和/或形状锁合地和/或力锁合地连接。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，固定所述部分覆盖纤维层的步骤包括借助至少局部地指定的量的基质和/或粘合材料进行粘附和/或借助一些连接件至少局部地卡套或者夹紧。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，固定所述部分覆盖纤维层的步骤包括与所述嵌置元件局部材料接合地和/或形状锁合地和/或力锁合地连接。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，固定所述部分覆盖纤维层的步骤包括借助至少局部地指定的量的基质和/或粘合材料进行粘附和/或借助一些连接件至少局部地卡套或者夹紧。
7.如权利要求1至6之任一项所述的方法，其特征在于，所述部分覆盖纤维层中的至少一个构成可展开的面。
8.如权利要求1至6之任一项所述的方法，其特征在于，将所述第一纤维层和/或所述至少两个部分覆盖纤维层分别作为非浸渍的纤维层或作为非浸渍的预成形坯予以提供，并且该方法包括一个或者多个将基质敷设到各相应的纤维层上的步骤。
9.如权利要求1至6之任一项所述的方法，其特征在于，所述第一纤维层和/或所述至少两个部分覆盖纤维层分别包括一个用基质预浸渍的、单层或多层的纤维堆叠。
10.如权利要求1至6之任一项所述的方法，其特征在于，所述嵌置元件包括形状稳定的和/或功能一体整合的嵌置元件。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述嵌置元件包括泡沫芯、木芯、塑料芯、金属芯、蜡芯和/或由实心材料、发泡材料构成的芯体，具有中空结构、蜂窝状结构，和/或由隔音的和/或消音的材料构成的芯体。
12.如权利要求1至6之任一项所述的方法，其特征在于，所述嵌置元件构造成沿着压制模具的闭合方向关于该压制模具自定心的。
13.纤维复合构件，该纤维复合构件是借助如权利要求1至12之任一项所述的方法制成的，包括：第一纤维层；设置在该第一纤维层的一个表面上的嵌置元件；以及将该嵌置元件的自由表面至少以第一区段至少部分地覆盖的覆盖纤维层，其中，所述覆盖纤维层和所述第一纤维层至少在第二区段内彼此面状地连接，其特征在于：所述覆盖纤维层由多个部分覆盖纤维层构成，这些部分覆盖纤维层彼此相邻地设置并且所述部分覆盖纤维层中的至少两个分别在一搭接区域内相互搭接。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102013222356.0A DE102013222356B4 (de) | 2013-11-04 | 2013-11-04 | Verfahren zum Herstellen eines integralen Faserverbundbauteils mit Einlegeelement |
| DE102013222356.0 | 2013-11-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104742384A CN104742384A (zh) | 2015-07-01 |
| CN104742384B true CN104742384B (zh) | 2019-07-16 |
Family
ID=52829718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410611968.8A Active CN104742384B (zh) | 2013-11-04 | 2014-11-04 | 用于制造整体纤维复合构件的方法和相应的纤维复合构件 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104742384B (zh) |
| DE (1) | DE102013222356B4 (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014217723A1 (de) * | 2014-09-04 | 2016-03-10 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Faserverstärktes Kunststoffteil und Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffteils |
| DE102015201559A1 (de) * | 2015-01-29 | 2016-08-04 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Nasspressverfahren und Presswerkzeug hierfür |
| DE102015219890A1 (de) * | 2015-10-14 | 2017-04-20 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils mit integriertem Anbindungselement |
| CN111805935B (zh) | 2019-04-11 | 2022-01-07 | 财团法人工业技术研究院 | 纤维复合结构 |
| TWI717182B (zh) * | 2019-04-11 | 2021-01-21 | 財團法人工業技術研究院 | 纖維複合結構 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101495296A (zh) * | 2006-07-31 | 2009-07-29 | 空中客车公司 | 用于制造纤维复合材料构件的方法 |
| CN101616786A (zh) * | 2006-11-30 | 2009-12-30 | 空中客车德国有限公司 | 芯结构以及制造芯结构的方法 |
| CN103068545A (zh) * | 2010-08-06 | 2013-04-24 | 戴姆勒股份公司 | 带连续增强纤维层的成型塑料多层结构件及其制造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITCT20080001U1 (it) * | 2008-03-07 | 2009-09-08 | Meli Giuseppe | Dispositivo perfezionato per la produzione di strutture composite con sezione piana a geometria assimetrica chirale o auxetic ma utilizzabile per la produzione di grigliati di qualunque forma.realizzabile anche attraverso la compenetrazione di elemen |
| JP5742223B2 (ja) * | 2009-10-16 | 2015-07-01 | 東レ株式会社 | ビーム材の製造方法および製造装置 |
| EP2329939B1 (en) * | 2009-12-07 | 2013-03-20 | Groep Stevens International | Sandwich panel and method for its manufacture |
| DE102011076408A1 (de) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | Röchling Automotive AG & Co. KG | Flächiges Strukturbauteil, insbesondere Rückenlehne eines Sitzes und dergleichen |
| DE102011083162A1 (de) * | 2011-09-21 | 2013-03-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Mehrlagiges Faserverbundbauteil und Verfahren zum Herstellen desselben |
| DE102012016781A1 (de) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | Daimler Ag | Faserverbundkunststoff-Strukturbauteil mit einer geschlossenen Schale und Verfahren zu dessen Herstellung |
-
2013
- 2013-11-04 DE DE102013222356.0A patent/DE102013222356B4/de active Active
-
2014
- 2014-11-04 CN CN201410611968.8A patent/CN104742384B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101495296A (zh) * | 2006-07-31 | 2009-07-29 | 空中客车公司 | 用于制造纤维复合材料构件的方法 |
| CN101616786A (zh) * | 2006-11-30 | 2009-12-30 | 空中客车德国有限公司 | 芯结构以及制造芯结构的方法 |
| CN103068545A (zh) * | 2010-08-06 | 2013-04-24 | 戴姆勒股份公司 | 带连续增强纤维层的成型塑料多层结构件及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102013222356B4 (de) | 2024-02-01 |
| CN104742384A (zh) | 2015-07-01 |
| DE102013222356A1 (de) | 2015-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104742384B (zh) | 用于制造整体纤维复合构件的方法和相应的纤维复合构件 | |
| US8771575B2 (en) | Methods and systems for forming reinforced composite articles having variable thickness corners | |
| RU2496638C2 (ru) | Способ изготовления детали с полым корпусом из композитного материала | |
| CN106132696B (zh) | 复合结构及其制造方法 | |
| US9925738B2 (en) | Assembly of a metal insert and a sheet of composite material, method for incorporating such an insert into such a sheet and part obtained by molding such a sheet | |
| US20040058108A1 (en) | Unitized fastenerless composite structure | |
| US9914248B2 (en) | Method for producing a hybrid composite component from organo sheets and a metallic reinforcing element | |
| JP6229881B2 (ja) | 繊維強化複合成形品の製造方法 | |
| CN106103060A (zh) | 复合结构及其制造方法 | |
| CN104602897B (zh) | 功能优化的纤维复合构件及其制造方法 | |
| CN104647778B (zh) | 用于压制纤维半成品的压制模具和方法 | |
| CN108621531B (zh) | 复合构造体的制造方法 | |
| JP2007504029A (ja) | 繊維複合材料製部品の製造方法及びその製造方法のための中間生産物 | |
| RU2411124C2 (ru) | Трубчатая структура, способ создания принимающего нужную форму плетения и способ упрочнения тканой структуры | |
| JP6971643B2 (ja) | 繊維積層シート部材を用いた繊維成形品の製造方法 | |
| CN106687271A (zh) | 制备具有集成增强结构的多壳复合材料构件的方法以及由其制得的多壳复合材料构件 | |
| US8870117B2 (en) | Composite aircraft frame | |
| CN106573420B (zh) | 复合纤维组成物及制造复合纤维组成物的方法 | |
| CN110549649B (zh) | 制造由复合材料制成的部件的方法 | |
| KR101776432B1 (ko) | 자동차 루프용 복합재 및 이의 제조방법 | |
| US11806951B2 (en) | Method for producing a structural subassembly and structural subassembly | |
| CN110641042B (zh) | 一种复合材料x型支架成型方法 | |
| JP2017205885A (ja) | 繊維強化樹脂製サンドイッチ構造体及び繊維強化樹脂製サンドイッチ構造体の製造方法 | |
| Özev et al. | Sandwiching textiles with FDM Printing | |
| KR101836716B1 (ko) | 금속 플레이트가 삽입된 복합재 부품 및 그 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: EBERT F. Inventor after: K - based Kelukaosi Inventor after: Schuett Juergen Inventor before: EBERT F. |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: EBERT FRANK TO: EBERT FRANK K. KRUCOSKY J. CHUTE |
|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |