专利名称：用于制造由复合材料制成的弯曲型件的方法和设备及制成的型件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于实现由复合材料制成的型件的方法，该型件具有至少一个具 有非零曲率半径的第一部分的构型，该型件由沿纵向轴线延伸的至少一个复合带材制成。本发明还涉及一种实施该方法的设备及由复合材料制成的相应的型件。
背景技术：
在制造高强度的弯曲构件的领域中，例如在用于制造飞机机身框架的航空学领域 中，本发明具有特别重要的但非排他性的应用。但是本发明也能使用在其它需要良好的应力抵抗性的领域中，例如休闲和竞技运 动中。用于实现由复合材料制成的弯曲型件的设备和方法是已经公知的，该复合材料由 浸渍强化纤维形成，通过自动机器一根一根的铺设以获得纤维的合适方向，以便优化强度 特性。这种一根一根的铺设需要使用诸如自动纤维铺放机之类的复杂机器，并且具有与 准确性很高的需求及高成本的制造装置相关联的显著缺点。这些导致了用于低生产率的高花费投资以及在纤维定位时获得不能允许良好一 致性纤维的扇形展开的结果。
发明内容
本发明寻求提供一种方法、一种设备及型件，相比于那些已知的，其能够更好地满 足实践的需求，特别是它能够获得由复合材料制成的型件，以低成本实现了在该复合材料 中完全均勻的单向预浸渍层的铺设，而且这借助于一种带材而实现，这些带材还未变形，但 是一旦因为弯曲而伸展就将显著地增加最终产品的机械性能。为了该目的，本发明主要提出了一种用于实现由复合材料制成的型件的方法，该 型件具有至少一个具有非零曲率半径的第一部分的构型，该型件由沿纵向轴线延伸的至少 一个复合带材而制成；其特征在于所述带材由至少两个单向强化纤维带堆叠而成，这些单向强化纤维 的取向布置成与所述带材的纵向轴线不同并且相互之间的取向也不同，所述带预浸渍有树 脂并在特定的压力和温度下相互预压紧；通过带材的逐步施加并同时使其沿所述基准线变形，所述带材铺放在具有平坦或 基本平坦的应用表面的大致细长形状的模板上，使得在具有非零曲率半径的部分或多个具 有非零曲率半径的部分上实现纤维在应用表面中逐步的扇形展开，其中所述模板具有以对 应于期望型件并围绕基准线延伸的特定构型。该逐步的扇形展开对应于同一个带中分开两个纤维的间隔的宽度在带材的横向 方向上增加，存在于两个纤维之间的张开角度的逐步形变以均勻和规则的方式在带材的具有非零曲率半径的部分上发生。通过“基准线”表示纵向轴线所遵循的整体线，模板和因此在规划中的相应型件围 绕所述纵向轴线延伸。一方面因为利用预浸渍交叉纤维的带的堆叠组合，而另一方面因为沿着该基准线 的逐步施加，该独特的扇形展开——这被认为一旦构件固化，有利于构件的弹性——以可 重复的、可靠的方式获得，该方式可以通过自动化或半自动化模式实现。在有利的实施方式中，还以单个或组合的方式使用了下述措施中的一个和/或另 一个-所述型件包括至少一个具有非零曲率半径的第二部分；-所述第一部分和所述第二部分具有不同的曲率半径；-围绕卷筒缠绕带材，通过展开所述卷筒将带材铺放到模板上，同时通过具有与模 板相同的基准线的弓I导装置引导带材沿其纵向的运动；_将带材铺放成所述带中的至少两个带的单向纤维关于所述带材的轴线对称；-所述复合带材由三个叠加的并通过压紧而相互结合的带形成；_所述带中的每一个的平行纤维与所述带材的轴线形成角度，该角度值分别为 90° -a°、90°、90° +a° ；-各自的角度是90°-a和/或90° _b和/或90° +a和/或90° +b ；-a和 / 或b 是使得10° <a<80° ；-所述纤维由碳制成而树脂是环氧树脂；-所述模板具有凹腔，用于在将所述带材冲压到凹腔中之后并在硬化之前随之形 成补充形状的型件；-所述模板是具有矩形或梯形横截面的梁的形状，以便于在将带材的边折叠到模 板的侧向表面上之后并在硬化之前形成U形梁形状的型件；-实现至少三个连续层的所述复合带材；-在两个层之间沿纵向方向叠加和/或插入至少一个由单向复合材料制成的补充 强化带，该补充强化带的强化纤维平行于轴线而延伸。本发明还提出了一种实现上述方法的设备。本发明还提出一种用于制造由复合材料制成的型件的设备，该型件具有至少一个 具有非零曲率半径的第一部分的构型，该型件由沿纵向轴线的至少一个复合带材制成；其 特征在于，所述带材由至少两个单向强化纤维带形成，这两个带的单向强化纤维的方向设 置成与所述带材的纵向轴线的方向不同并且相互之间的方向不同，所述带预浸渍有树脂并 在特定的压力和温度下相互预压紧。该设备包括至少一个复合带材支承基部；具有平坦或基本平坦的应用表面的大致细长形状的模板，该模板具有对应于期望 的型件并围绕基准线延伸的特定构型；用于将所述带材逐步铺放到模板上的装置，包括用于抓持基部并用于使所述基部沿所述模板移动的装置；用于通过基部将所述带压到模板的应用表面上的装置；
用于引导所述基部以使得所述带材沿所述基准线在应用表面上的铺放的装置，使 得在具有非零曲率半径的部分或多个具有非零曲率半径的部分上实现纤维在应用平面中 逐步的扇形展开。在有利的实施方式中，所述型件具有至少一个具有非零曲率半径的第二部分。有利地，第一部分和第二部分具有不同的曲率半径。还有利地，所述基部包括至少一个卷筒，而所述引导装置包括设置在模板的两侧 的具有与模板相同基准线的两个导轨、凸架或引导脊。在有利的实施方式中，该设备还包括用于形成复合带材的装置，该用于形成复合 带材的装置包括用于通过为每个所述带的平行纤维提供相对于待获得型件的曲率半径的 不同方向的方式而逐步将所述带一个施加在另一个上的装置、以及用于在特定压力和温度 下相互压紧以确保它们的结合的装置。有利地，所述压力是介于0. 5巴至5巴之间的绝对压力而温度介于15°C至80°C之 间，例如0. 9巴和400C ο还有利地，用于形成复合带材的装置还包括用于叠加第三带以及逐步施加所述第 三带以通过压紧而与其它带相粘合的装置，例如每个所述带的平行纤维与带材的轴线形成 角度，该角度值分别为90° -a°、90°、90° +a°。在另一有利的实施方式中，模板是有凹腔的形状，并且该设备具有将带材冲压到 凹腔中，以便于随后在硬化前形成互补形状的型件的装置。还有利地，模板是具有矩形或梯形状的横截面的梁的形状，并且该设备包括用于 将硬化前的带材的边折叠到模板的侧向表面上以便于形成U形梁形状的型件的装置。本发明还提出了一种根据上述方法获得的型件。本发明还提出了一种由复合材料制成的型件，该型件具有带非零曲率半径的第一 部分的构型，包括至少一个沿纵向轴线延伸的复合带材；其特征在于，带材由至少两个单向强化纤维带的堆叠形成，这些强化纤维的方向 设置成与带材的纵向轴线不同并且相互之间的方向不同，所述带预浸渍有树脂并在特定的 压力和温度下相互预压紧，带材根据所述构型而进行变形，并通过在带材的宽度上获得的 规则的张开角度变形而获得纤维在应用平面中的逐步的扇形展开。有利地，所述型件具有至少一个具有非零曲率半径的第二部分。还有利地，两个带中的单向纤维关于带材的轴线对称，例如关于带材的轴线具有 90° -a和90° +a的角度，a介于0°到80°之间，优选地为45°或60°。本发明还涉及一种由根据上述方法制成的型件中获得的飞机机身构件。
通过阅读以下作为非限制性示例而在下面进行描述的实施方式，将能够更好地理 解本发明。描述参照了附图，其中图1示出了根据本发明可用的由一个、两个或三个平行强化纤维带形成的复合带 材，所示强化纤维预浸渍有树脂并沿方向d ；图2以俯视立体图示出了如参照图1所描述的带的放置，所示带在确保结合的压紧之前进行叠加；图3示出了从图2中的缠绕件获得根据本发明可用的带材的切割；图4A和图4B示出了由与与图1中所示出的相对应的两个或三个带的叠加而获得 的弯曲带材的俯视图；图4C以俯视图示出了纤维(这里垂直于纵向轴线)的以规则方式的逐步扇形展 开、以及在由本发明所获得的带材的长度上获得的张开角度形变的增加；图5是实施根据本发明的方法的设备的实施方式的局部立体图；图6示出了在由图5的设备所获得的带材进行包覆之前的结果；图7和图8示出了用于通过真空填充位于铺设片或铺设盖与由本发明获得的弯曲 带材之间的空间以获得根据本发明的实施方式的型件的后续步骤；图9是在将型件翻转并插放到模具中后的局部立体图和横剖面图，该模具用于通 过加压和真空固化而使型件以其自身已知的方式进行硬化；图10和图11以立体图示出了由本发明所获得的弯曲型件或型件的部分的实施方 式；图12和图13以立体图示出了根据本发明的用于型件的设备的另一实施方式，使 用该实施方式，通过冲压预伸展的带材使之弯曲而获得U形或C形型件。
具体实施例方式图1示意性地示出了包括强化纤维4、5、6的三个矩形带1、2、3，强化纤维4、5、6的 方向设置成与讨论中的带的纵向轴线7、8、9的方向不同。这些带中的每一个预浸渍有例如环氧类树脂并将允许用于构建根据本发明的带 材。但是当然可以使用任何类型的热固性树脂或热塑性树脂。这种带材的示例在图1中表示为10和11。它们通过堆叠两个带(带材10)或三个带(带材11)而形成。更具体地，带材10通过带2和3的堆叠而形成，带2和3的单向纤维以与它们各 自的轴线形成如图中示出的15 °角，这提供了格状结构12 (或蜂窝状)。带材11通过三个带的叠加、即带1、2和3的叠加而获得，提供了更密集的结构13。更具体地，带材10和11中的每一个因此通过由单向强化线制成的相应的带的堆 叠而形成，单向强化线的方向因此设置成与讨论中的带材的纵向方向不同，所述带预浸渍 有树脂并在特定的压力和温度下相互预压紧。这些将同时取决于所用的树脂、所用的纤维以及型件在硬化后所需的强度和弹性。有利地，压紧的压力可例如是大约0. 8巴的绝对压力，这例如通过将带置于真空 并使其在相应的密封罩中相互被覆(plaquage)而获得，而且也能够通过外部的压紧压力 而获得，或者使用压力高达3巴、4巴或甚至5巴的压辊而获得。用于制备该多带的带材的特定温度有利地是环境温度，以赋予材料良好的柔韧性 而不会使树脂快速硬化。但是出于实践的原因，在本领域技术人员的判断下，也能够使用更 低和/或更高的温度。
图2显示了一种使用根据本发明的方法实现带材的手段。为了实现它，围绕矩形基部16连续地缠绕三个相同的单向预浸渍带材17 (该单向 预浸渍带材17的纤维18定位在纵向方向上)，这通过为它们提供围绕矩形基部16的不同 的包覆角度，例如并如图中示出的，分别为30°、90°和120°的角度而实现。因此，形成了三个叠加带的条带，所述带的纤维的角度因此布置成沿这不同于基 部的轴线方向的方向，并且所述带将相互压紧从而获得如图3中示出的带20并且所述带与 基部16的表面中的一个相对应。从该条带可以切割出图1中显示的带材11类型的多向带的带材21。从带材10、11、21——其因此包括方向设置成不同于带材的纵向轴线方向且相互 之间的方向不同的单向强化纤维——而将带材铺放到模板上，如下面参照图5或图12将要 描述的那样。图4A和4B示出了根据本发明获得的形变的带材22和带材23，型件中具有纤维的 逐步的扇形展开的弯曲部分，如在图4C中作为示例示出的，其被施加单个的带1，带1的纤 维垂直于带在应用平面中的轴线7。因此根据本发明，可观察到两个相邻纤维之间的间距的规则或基本规则的形变， 该间距在平坦的表面上逐渐从小值d变成更大值dl。在两个明显相邻的纤维之间的角度在带材的宽度上维持或基本维持不变，这提供 了如上文所述而进行的规则的扇形展开。在带材的弯曲部分总是具有相同的曲率半径(圆环的情况)的情况下，在弯曲前， 最初以相同的宽度分开的两个纤维之间距离沿平行于基准线的同一根线的形变将完全相 同。相反，在曲率半径变化的情况下，该形变因此将根据相应部分的所述曲率半径的 变化而以数学一致的方式进行变化。在下文中，相同的附图标记用于表示相同或类似的元件。图5示出了根据本发明的第一实施方式的设备30，其布置成由复合带材、例如由 三个预浸渍叠加带1、2、3形成的带材11——其沿带材11的纵向轴线15延伸获得弯曲带材 23——获得由复合材料制成的具有沿非零曲率半径的弯曲形状的U形型件。设备30包括复合带材支承件31，该复合带材支承件具有在其上缠绕带材11的卷 筒32并具有与所述带材的纵向轴线15垂直的轴线33。移动装置(未示出)允许规则地展 开该卷筒。另外，设备30包括由弯曲的平行六面体块35形成的模板34，模板34具有与待实 现的U形型件的内部形状互补的形状，所述模板是具有平坦或基本平坦的应用表面36的大 致细长的形状，模板具有与待获得型件的构型对应的特定构型。设备30还包括用于在模板上逐步铺放带材的装置37。这些装置包括抓持基部的 装置38，例如由在卷筒的两侧通过两个对称的移动架40支承的轴39构成，移动架40的支 柱41包括安装在轮42上的脚部，轮42布置成沿引导基部的装置43的曲率运行，这将在下 面进行描述。铺放装置37还包括用于沿模板移动辊的移动装置，该移动装置可以与上述的那 些相同；以及用于通过基部将带压到应用表面36上的装置44，该装置44例如由竖直的弹簧系统形成，该弹簧系统允许在将带材置放( ρδ )到所述基部表面上后对辊的厚度的 逐步损失进行补偿。加压装置也可是允许架40的水平部分由于辊自身的重量而易于滑动的设备，例 如，其包括设置成沿支承柱41的固定平行轴上的低摩擦环。例如，在将带材施加到模板上时，因此施加介于200g与3kg之间且有利地为Ikg 的压力，这将允许纤维在应用平面上良好的逐步的扇形展开。用于引导基部以产生带材的铺放的装置43包括两个轨和/或引导轮缘45，其能够 与辊支承架的脚部的轮42协作地操作，并且具有与模板和/或型件相同的基准线。在图5中，如图所示，所述轨因此具有与待实现的型件的曲率半径相同的曲率半 径(固定的或变化的)。当然可以使用其它的弓丨导装置。图6示出了实现在此更具体描述的型件的实施方式的第一阶段，铺放装置已经在 其完成后被拆除。因此实现了带材23搁置在模板34的上表面36上，带材的边50侧向地延伸出该 表面，并需要在模板的侧向表面51上进行折叠。为了实现它，在此更具体地描述的设备规定模板和引导装置在台52上，台52的周 边53装配有紧固装置。参照图7和8，更具体地描述对用于从上述的中间型件23构造期望的最终U形型 件的设备。图7以透视方式示出了搁置在模板34上的带材23，模板34固定至台52，台52的 边53包括装配有密封件55的槽54，这将确保防漏布或防漏盖56 (紧固于支承框架56)的 良好的密闭，所述防漏布或防漏盖56布置成覆盖所述台和整个型件。图8通过真空抽吸所述台的表面57与布56之间的空间而更具体地显示了型件的 侧向边50的被覆。使用在59处与台的表面相连的真空泵58，将空气排出以使得布56逐步被覆在模 板上的型件的边50。一旦型件处于其最终的正式构型时，该型件随之以其自身已知的方式在高温和压 力下进行聚合。为了实现它，例如，将型件放置到在包括硅氧烷盖的金属反模具内的中空模板上 以对该型件进行压紧。在中空模板中，实现了高温水流，其与施加的压力一起，允许达到先前限定的固化 循环。然后在模制和固化阶段的最后，将构件传送到常规和超声波检测以获得最终的型 件63 (见图10)，型件63例如将用于飞机机身框架。图9显示了所设想的完成最终型件的制造的另一实施方式。为了实现它，将尚未硬化的型件60引入到具有互补形状的反模具61中。然后将 硅氧烷芯62放置到型件中，该硅氧烷芯62也具有与期望型件的形状互补的形状，例如，也 可由木头制成，然后例如通过放置在真空中或通过芯的膨胀而置于压力下。然后如前所述，在真空和压力下在固化之前移除(或不移除)块62。
这里也提供一种构建在模具中以产生热、真空和压力(未示出)的系统，且该系统 自身已知。根据本发明的实施方式，能够实现第二带材、第三带材等，其在固化前能够通过与 所述用于置放第一带的设备稍微不同的设置手段置放到第一带材上。如图11中示出的，还能够添加单向强化纤维条带64，该单向强化纤维条带64定位 在U形或平行六面体形型件的侧向表面65或主表面66上，这也通过可能的预压紧，随后是 模制和固化而实现。这种强化方式是根据讨论中的型件在使用环境中需要的应力和强度而特定的，并 且以本领域中技术人员所知的方式进行置放的，例如通过以自动或半自动的方式从具有足 够宽度的带有方向平行或不平行于基准线的单向纤维带卷中的条带侧向展开，该条带例如 在置放到U形侧向边的情况下，将被具有竖直轴线的辊压紧。参照图12和图13(部分地)示出了根据本发明的设备70的另一个实施方式。它 包括用于将参照图5所示类型的带材72进行铺设的装置71，但是这一次是在设有对应于期 望型件的构型的凹槽74的阴模具73上，所述模板实际上具有凹腔的形状。该设备还包括(见图13)冲压装置75，冲压装置75包括例如由半刚性材料制成的 芯76，芯76具有不可形变的或其它的横截面、具有与凹槽74形状相互补的形状，在将其施 加到带材72上时，其将允许通过在硬化前的冲压而获得U形模板的构型。现在对实现了图1至11中更具体描述的根据本发明的实施方式的U形型件进行 描述。从由碳环氧树脂制成的三个单向带——该三个单向带的纤维定向在带材的纵向 轴线方向上——获得半制成品，如参照图2示出的，该半制成品将允许通过切割获得带材 21。纤维的方向例如是负45°、(或负30° )、90° (正30°或)正45°。可以由包括单向预浸渍带的辊以半自动或自动方式执行该操作。然后执行在带材的切割前的预压紧以确保粘结并将带材切割到期望的宽度，例如 150mm(见图 3)。例如将获得的带材21缠绕到辊32上。如上所述，原则上是在不解除纤维相互之间的关联的情况下获得逐步的平衡的扇 形展开，从而在模板上获得特别高的性能、特别是在弯曲时的弹性，这在传统上需要复杂的 组件。参照图5、6和下文，然后将辊11定位在带材21的展开设备(支承和移动装置)上。展开系统通过内导轨和外导轨45进行引导，例如在型件是圆弧的情况下为环状。然后执行在模板上的逐步铺设，模板例如由具有更高或更低硬度的木头或者硅氧 烷制成。然后进行多轴线带材的开口角度的一致的方式的形变，展开以自动或半自动的方 式以例如lm/min的低速发生。这提供了图4B中示出具有极好的扇形展开的带材类型，其被搁置在模板34上 (见图7)。
然后将装配有可膨胀硅氧烷盖56的框架56’定位成被覆返回物、即在模板34上 的C形或U形型件的侧面50。参照图8，实现了在硅氧烷盖56与台的表面57之间的真空，这有效地沿着模板34 被覆边50。然后，已经正确地执行铺设，单向强化部能够添加到型件的边和/或顶部并且能 够重复该操作以在获得的第一型件上实现第二带或第三带，从而获得具有或不具有强化部 的多带材多轴线的复合型件。因此而获得的半制成品的型件随后硬化。为了实现它，将其放置到配置有互补形 状(见图9)的凹腔的模具中，然后在压迫组件以使得型件被覆于压迫它的所述模具的壁之 前将硅氧烷芯62插入到产品中，然后在压力或真空下以其自身已知的方式进行固化。不言而喻且仍然遵循前述，本发明并不限于更具体描述的实施方式。相反地，其包 括所有的变型并且特别是下述变型模板的形状以及因此而获得的型件的形状的变型，该 模板或获得的型件包括若干个不同的曲率半径并包括相反方向的那些。
权利要求
1.一种用于实现由复合材料制成的型件(63)的方法，所述型件(63)具有至少一个具 有非零曲率半径的第一部分的构型，所述型件由沿纵向轴线延伸的至少一个复合带材(11) 制成；其特征在于，所述带材通过堆叠至少两个单向强化纤维(4、5、6)的带来形成，所述单 向强化纤维布置在与所述带材的所述纵向轴线不同并且相互之间也不同的取向上，所述带 预浸渍有树脂并在特定的压力和温度下相互预压紧；通过逐步施加所述带材并同时使该带材沿基准线变形将所述带材铺放在具有平坦或 基本平坦的应用表面(36)的、具有大致细长形状的模板(34、73)上，从而使得在所述具有 非零曲率半径的所述部分上实现所述纤维在所述应用表面中的逐步的扇形展开，其中所述 模板具有对应于期望的所述型件并围绕所述基准线延伸的特定构型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述型件包括至少一个具有非零曲率半 径的第二部分。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一部分和所述第二部分具有不同 的曲率半径。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，围绕卷筒(32)缠绕所述带材 (11)，所述带材通过展开所述卷筒铺放到所述模板(34)上，同时通过具有与所述模板相同 的基准线的引导装置(43)引导所述带材沿所述带材的纵向运动。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述带材铺放成使得所述带 中的至少两个带的单向纤维关于所述带材的所述轴线对称。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述复合带材由三个叠加的通过压紧而 彼此粘结的带形成，每个所述带的平行纤维与所述带材的所述轴线形成角度，所述角度的 值分别为 90° -a°、90°、90° +a°。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，a使得10°<a<80°。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述纤维由碳制成，且所述树 脂是环氧树脂。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述模板(73、74)具有凹腔 (74)，以用于在将所述带材冲压到所述凹腔中之后且在硬化之前随后形成互补形状的型 件。
10.根据权利要求要1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述模板(34)是具有矩 形或梯形横截面的梁的形状，以用于在将所述带材的边折叠到所述模板的侧向表面上之后 且在硬化之前形成U形梁形状的型件。
11.根据权利要求9和10中任一项所述的方法，其特征在于，实现了至少两个连续层的 所述复合带材。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在两个层之间沿所述纵向方 向叠加和/或插入至少一个由单向复合材料制成的补充强化带(64)，所述补充强化带的强 化纤维平行于所述轴线延伸。
13.一种用于实现复合材料的型件的设备(30，70)，所述型件具有至少一个具有非零 曲率半径的第一部分的构型，所述型件由沿纵向轴线(15)延伸的至少一个复合带材(11) 制成，其特征在于，所述带材由至少两个单向强化纤维的带形成，所述单向强化纤维按照与所述带材的所述纵向轴线的取向不同并且相互之间也不同的取向布置，所述带预浸渍有树 脂并在特定的压力和温度下相互预压紧；所述设备包括 至少一个复合带材(11)支承基部(31)；具有平坦或基本平坦的应用表面(36)的、具有大致细长形状的模板(34)，所述模板具 有对应于期望的所述型件并围绕基准线延伸的特定构型；用于将所述带材逐步铺放到所述模板上的装置(37)，该装置包括用于抓持基部并使所述基部沿所述模板运动的装置(38)；用于通过所述基部将所述带压到所述模板的应用表面上的装置(44)；引导装置(43)，其用于引导所述基部以使所述带材沿所述基准线铺放在所述应用表面 上，从而在具有非零曲率半径的所述部分上实现所述纤维在所述应用表面中的逐步的扇形 展开。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述模板包括至少一个具有非零曲率 半径的第二部分。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述第一部分和所述第二部分具有不 同的曲率半径。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的设备，其特征在于，所述基部包括至少一个 卷筒(32)，且所述引导装置包括布置在所述模板的每侧上并具有与所述模板相同的基准线 的两个导轨、凸架或引导脊(45)。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于形 成所述复合带材的装置，所述用于形成所述复合带材的装置包括用于通过向每个所述带 的所述平行纤维提供相对于要获得的所述型件的曲率半径的不同取向来将所述带逐步地 一个施加在另一个上的装置；以及用于在特定的压力和温度下相互压紧以确保它们的结合 的装置。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述压力介于0.5巴与5巴之间，所述 温度介于15°C与80°C之间。
19.根据权利要求13至18中任一项所述的设备，其特征在于，所述用于形成复合带材 的装置还包括用于叠加第三带并逐步施加所述第三带以通过紧压而使所述第三带与其它 带相结合的装置，每个所述带的平行纤维与所述带材的所述轴线形成角度，所述角度的值 分别为 90° -a°、90°、90° +a°。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的设备，其特征在于，所述模板(73)是具有凹 腔(74)的形状，所述设备包括将所述带材在硬化前冲压到所述凹腔中以用于随后形成具 有补充形状的模板的装置。
21.根据权利要求13至20中任一项所述的设备，其特征在于，所述模板(35)是具有矩 形或梯形横截面的梁的形状，并且所述设备包括用于在硬化前将所述带材的边折叠在所述 模板的侧向表面上以形成U形梁形状的型件的装置。
22.根据权利要求13至20中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括在所述模 板上施加至少三个连续的所述复合带材的层的装置。
23.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于在两个层上或两个层之间叠加至少一个由复合材料制成的附加强化单向带材的装置。
24.一种由复合材料制成的型件，所述型件具有带有非零曲率半径的第一部分的构型， 所述型件包括至少一个沿纵向轴线延伸的复合带材(11)；其特征在于，所述带材通过堆叠至少两个单向强化纤维(4、5、6)的带(1、2、3)来形成， 所述单向强化纤维布置在与所述带材的所述纵向轴线不同并且相互之间也不同的取向上， 所述带预浸渍有树脂并在特定的压力和温度下相互预压紧，所述带材根据所述构型进行变 形，并且通过在所述带材的宽度上获得的规则的张开角度变形而获得纤维在所述应用表面 中的逐步的扇形展开。
25.根据权利要求24所述的型件，其特征在于，所述模板具有至少一个具有非零曲率 半径的第二部分。
26.根据权利要求24和25中任一项所述的型件，其特征在于，所述带中的两个带的所 述单向纤维关于所述带材的所述轴线对称。
27.根据权利要求24至26中任一项所述的型件，其特征在于，所述复合带材包括三 个叠加的通过紧压而相互结合的带，每个所述带的平行纤维与所述带材的所述轴线形成角 度，所述角度的值分别是90° -a°、90°、90° +a°。
28.根据权利要求27所述的型件，其特征在于，a使得10°< a < 80°。
29.根据权利要求24至28中任一项所述的型件，其特征在于，所述纤维由碳制成，所述 树脂是环氧树脂。
30.一种用于飞机机身的构件，其特征在于，所述构件由至少一个根据权利要求1至12 中任一项所述的方法所实现的型件而获得。
全文摘要
本发明涉及一种用于实现由复合材料制成的弯曲的复合材料型件的方法和设备、以及所得到的型件(63)，其中，所述型件由至少一个沿纵向轴线延伸的复合带材(11)制成。所述带材由至少两个单向强化纤维(4、5、6)带堆叠形成，这些单向强化纤维设置在不同方向上。所述带材铺放在具有平坦或基本平坦的应用表面(36)的大致细长形状的模板(34、73)上，所述模板具有对应于期望的型件并围绕基准线延伸的特定构型，通过逐步施加所述带材并同时使其沿所述基准线变形，使得在具有非零曲率半径的部分或多个具有非零曲率半径的部分上实现所述纤维在应用平面中的逐步的扇形展开。
文档编号B29D99/00GK102006986SQ200980113385
公开日2011年4月6日 申请日期2009年3月5日 优先权日2008年3月7日
发明者吉勒斯·杜凯内, 杰罗姆·奥布里 申请人:空中客车公司