专利名称：制造敷设纤维织品的装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种制造无褶皱纤维及纤维结构部件预制件以及纤维元件的装置及方法。
背景技术：
由于纤维复合材料的材料特性，经常用将它们应用在轻量构造中。纤维复合材料的结构部件有多个不同的制造方法，这些方法通过处理的半成品(预制造的原料形式)加工因此本质上不同于彼此。在纤维复合材料的技术领域中，在用树脂预浸溃的半成品(也称预浸料，来源于“预浸溃”)与干的半成品之间本质上是不同的。用于纤维复合材料的两种类型的半成品的起始材料为所谓的粗纱。粗纱为由多个细丝组成的引线/纱线，所述细丝可称为真纤维，所述真纤维由纤维材料制成。将碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等优选地用于纤维复合材料。这样的粗纱可由一些细丝组成，如由如8或10根细丝，最高如50000或更多根细丝组成。在此应用中，术语“纤维”指示粗纱，除非将所述术语明确表示为单根细丝。 可用不同的方式制造所谓的预浸料。举例来说，可用热固性树脂浸溃干的半成纤维产品，所述热固性树脂在室温下具有高度粘滞的粘韧结持度。也存在有用热塑材料的树脂基质浸溃的半成纤维产品。在此应用中将两种类型都称为预浸料。这些半成品可作为大部分平行的单向纤维而存在，也称为UD预浸料，或作为织物而存在，也称为织物预浸料。在现有技术中也存在不同类型的干半成品。干预浸料的重要类型为除织物之外的层，所述层通常作为具有不同方向的纤维的多个重叠层的多轴向织物(MAG ;德语Multiaxialgelege的缩写)而存在，所述多轴向层例如通过缝制或借助于称作粘合剂的胶粘剂而保持在一起。可将多轴向层制造成单向(M))，例如在两层中的双轴向、例如在三层中的三轴向、例如在四层中的四轴向等等，这表示具有不同方向的对应层数。另外的干半成品为针织织物、编织物、交织织物、窄带纺织品及粗纱。粗纱表示用于所有半成品的起始材料。用于纤维复合结构部件的纤维复合材料总是包含加固纤维及基质(树脂)这两种成分。在制造过程中，需要将加固纤维及基质(树脂)这两种成分汇集在一起。在预浸料的情况下，表示在具有热固涂层或热塑涂层、浸溃等半成品的情况下，力口固纤维及基质已经以混合/联合形式存在。在预浸料的情况下，在产生结构部件的所需几何形状的成形制造步骤之后，通过在高压釜中施加温度及/或压力来固化基质。在所谓的预制情况下，使用干半成品以结构部件的所需几何形状制造预制件。此后，例如使用热固树脂，借助于注入法或灌注法执行浸溃。在这种情况下，用超压将树脂压制成为干半成品，或使用低压使树脂渗入具有结构部件的几何形状的半成品内。因此，在现有技术中用于纤维复合材料的三维结构部件的三种常见制造方法可以不同。首先，预制，其中预制件由织物切料及/或多轴向织物切料的层制成且此后用树脂将预制件浸溃在模具中并固化。其次，自预浸切料制造结构部件，将所述预浸切料作为层置入模具中且在此后固化。第三，纤维敷设方法，其中将一个纤维或多个纤维(例如)自动地敷设在轮廓上。在这种情况下，可使用预浸料纤维，例如，如在US 5，645，677 (对应于EP O 626252 A)中所公开的发明。同样熟知的纤维敷设方法是使用干粗纱。通过使用粘合剂执行纤维在轮廓上的连续固定或恰好在敷设纤维之前在吐丝机中用树脂浸溃纤维，例如，在US2009/0229760 Al中所公开的发明。用于使用成形工具制造粗纱的FVW/FVK结构部件的方法及用于执行所述方法的成形工具自WO 2009/124724 Al中已知，其中通过在预定义方向上使用在重定向装置之间拉紧的放置装置拉伸粗纱而将粗纱送入成形工具的形状表面上(FVW/FVK;德语 Faserverbundwerkstoff 的缩写，Faserverbundwerkstoff =纤维复合材料 /Faserverbundkunststoff =纤维复合塑料)。用于制造本质上由平坦区域组成的结构部件的层及用于制造所述层的装置自DE 30 03 666 Al中已知，其中将粗纱放置在实质上类似板状的表面上且通过形成为销、螺钉等的纱线重定向元件来重定向。用于制造预制件的方法自EP I 584 462 A2中已知，所述预制件用于由复合材料制成的用于飞行器的结构元件，其中将粗纱放置在二维平面上且通过缝制固定在起始点与终点之间且通过后续成形步骤获得结构部件的三维形状。制造用于复合结构部件的纤维预制件的方法自DE 10 2008 019147 Al中已知，其中将干纤维粗纱放置在几何外形构件上，其中在放置干纤维粗纱之前，在 方法步骤中给所述干纤维粗纱提供诸如热塑性粘合剂的粘合剂，且通过活化粘合剂将所述干纤维粗纱束缚在外形表面上或已放置的纤维粗纱上。此后，使用切割单元切割纤维粗纱。DE 100 05 202 Al公开了制造用于纤维复合材料的半成加固结构产品，其中将预制件冲断或切断。相对于制造纤维复合材料的三维结构部件，所有这些方法都不令人满意。存在有不同的缺点，诸如大比例的初始半成品的切屑及/或高比例的手工作业及/或自动化的低生产速度及/或材料存放的问题及/或用基质浸溃的问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供用于制造纤维复合材料的结构部件的三维预制件的改进技术。分别通过根据权利要求I所述的方法，根据权利要求8所述的装置，根据权利要求9所述的工件托架及根据权利要求12所述的纤维导向装置而达到这个目的。本发明的进一步的改进在从属权利要求中给出。
参考图形自实施例的描述中可得出进一步特征及有用特性。所述图形示出
图I根据本发明的第一实施例的工件托架及具有吐丝机的机器人的透视图2a)为工件托架的视图；b)、c)及d)为具有所敷设的纤维层的工件托架的视图；图3根据本发明的实施例，a)为敷设有纤维而无中间固定的工件托架；b)和c)为敷设有纤维且有中间固定的工件托架；
图4具有中间固定区域的工件托架的实施例的横截面视图；a)中具有吸入中间固定区域；b)中具有针状中间固定区域；
图5具有冷冻边缘固定区域的工件托架的实施例的部分横截面视图；图6工件托架的边缘固定区域的实施例，在a)中为具有机械夹具(未示出夹紧装置的动力系统)的边缘固定区域；在b)中为钩子边缘固定区域；
图7工件托架的边缘固定区域的实施例，在a)中为针边缘固定区域；在b)中为钩子边缘固定区域；
图8纤维的敷设、边缘固定及切割的横截面视图，在a)中具有整合在吐丝机中的胶粘剂涂覆；在《中具有外部胶粘剂涂覆以用于边缘固定；
图9纤维切割机构的实施例；
图10用于实现吐丝机及工件托架的相对移动的不同实施例的示意 图11用于说明纤维供料的示意 图12用于纤维导向的改进能链(牵引链)的第一实施例，a)为横截面视图；b)为部分 切开透视 图13用于纤维导向的改进能链(牵引链)的第二实施例，a)为横截面视图；b)为部分切开透视 图14转移装置的一种实施例的横截面示意图，在a)至c)中借助于转移装置自工件托架取下预制件；
图15转移装置的第二实施例的横截面示意图，在a)至d)中借助于转移装置自工件托架取下预制件；
图16转移装置的第三实施例的横截面示意图，在a)至d)中借助于转移装置自工件托架取下预制件的顺序；
图17根据本发明的实施例真空稳定预制件及引入树脂膜的示意 图18根据本发明的实施例的制造方法的流程图；及 图19用于引入间隙至纤维组的粗纱/纤维内技术的实施例的示意图。
具体实施例方式首先，在描述具体实施例之前，相对于所教导的装置及方法给出一些总体说明。有可能用所教导的装置及方法将纤维组(一组纤维)中的干纤维(粗纱)敷设于工件托架上。将干纤维固定在分配用于边缘固定目的的工件托架的边缘区域，且取决于欲产生的预制件的三维几何形状而最后中间固定在预定中间固定区域中。这使得由于干纤维的敷设，便宜很多的干纤维一方面可用于生产三维预制件，另一方面可达到高供料速度。在用于边缘固定及中间固定的方法中教导有不同的装置，可取决于欲生产的预制件的三维形状来选择装置。为了能够以有利的方式使用敷设干纤维的优点，给出用于纤维的供料、传送、切割的多个额外教导，所述额外教导结合干纤维的敷设及/或边缘固定及/或部分中间固定而具有组合效果。例如，在这方面有可能在敷设过程期间以相对低的机械或控制操作减少干敷设纤维上的张力。应明确强调，联合教导以及彼此独立地教导单独公开的成分、单元、方法步骤，且这种教导出于公开相同成分、单元、方法步骤的目的而进行以及出于公开可彼此独立主张权利的发明而进行。这表示，例如，可联合以及单独及/或独立于诸如通过改进能链或纤维的干敷设的纤维导向的其他教导而主张关于纤维的无磨损切割的公开。
图I示出机器人10，吐丝机20连接到机器人10。将工件托架40固持在工件托架的支撑件15中。在图I中示意性地示出，吐丝机20适合敷设纤维组30于工件托架40上。在图I中，仅示出了纤维组30同时敷设的四根纤维。纤维组30可包含n根纤维，其中n =2, 3,......，其中当前优选n = 8或n = 16或n = 32。这个布置用于产生用于纤维复合材料的结构部件的三维预制件的目的，所述纤维复合材料的结构部件具有类似于多轴向织物(multi-axial fiber)的具有多个层的多轴向纤维构造(multi-axial fibre architecture; MAFA)。如图2a)所示，工件托架40包括工件成形区域41及用于此目的的边缘固定区域。工件成形区域41对应于预制件所需的三维形状。边缘固定区域42起固定干敷设纤维33于工件托架40的边缘区域中的作用，下文进一步详细说明。在图2b)中，示出了工件托架40上敷设第一纤维层31a，所述第一纤维层31a以第一方向(即轴向对齐)敷设(放置)在工件托架40上。如图2b)所指示，纤维层31a由纤维(粗纱)33组成，将所述纤维(粗纱)以此轴向敷设。在图2c)中，示出了相同工件托架40，在 所述工件托架上已将第二纤维层32b敷设在第一纤维层31a上。第二纤维层31b的纤维具有相对于第一纤维层31a的方向-45°方向。在图2d)中示出，如何将第三纤维层31c敷设在第二纤维层31b之上，藉此这里仅敷设在部分工件托架40之上。第三层31c具有相对于第一层31a的+45°方向，且因此具有相对于第二层31b的90°方向。三个层31a至31c形成具有多个层的多轴向纤维构造(MAFA) 31。已经说明过，将纤维33干敷设在工件托架40上。从图2示出的工件托架，推断出这里可导致突出弯曲部分有困难。图3a)示出的情况中可有类似困难。这里，示出了工件托架40，所述工件托架的形状本质上对应于轴向中心切割的圆柱体。在敷设干纤维的情况下(仅将所述干纤维固定在工件托架40的边缘区域)，可能发生纤维的滑动，如图3a)所示。为此，在这样的关键位置进行干敷设纤维的中间固定。在图3b)中示意性地示出了用于这样的中间固定的实例。在图3c)中，示出了工件托架的平面图，所述工件托架形状类似图3a)中示出的工件托架，然而所述工件托架包括在所述工件托架的上面突出的突出部，应将纤维33敷设在所述突出部周围。自图3c)直接推断出，干敷设纤维的中间固定应在这个区域进行。图4示出了用于提供这样的中间固定区域的第一实施例。在图4中，示意性地示出了工件托架40的横截面视图，所述工件托架包括中空内部空间40h。可通过泵连接器40p将中空内部空间40h连接至泵。在敷设纤维33的墙40w中形成通孔401。通过连接对应泵将内部空间40h保持在压力pi，所述压力pi低于环境压力Pu。因此，在墙40w的外侧分别产生降低的压力及吸入效应，以便将敷设纤维33中间固定在此边缘固定区域，所述边缘固定区域已经形成作为低压/吸入区域43c。在图4b)中示出了中间固定区域43的另一实施例，将所述中间固定区域形成作为针区域43d。在该针区域内，针43n突出在墙40w的外侧，借助于所述针43n而将纤维中间固定。也可能有中间固定区域的其他设计，例如用于涂覆胶粘剂或用于提供钩子或用于凝固纤维的区域。对于边缘固定区域42也提供对应的固定可能性。在图5中，示出了工件托架40的墙40w的部分横截面视图。紧接工件成形区域41，形成边缘固定区域42。将此区域保持在一温度下，所述温度远远低于固定介质(例如水)的凝固点，远远低于意味着温差为10 K或更大，在水的情况下温差大约是30 K。例如可通过使冷的液体冷却介质流过固定区域中的冷却管路而达到固定区域的冷却。在这方面，可使用具有相同温度范围的冷却系统常用的冷却剂。借助于喷嘴48，将具有低粘度的液体固定介质喷射至边缘固定区域42中欲固定纤维33的位置。由于温度差较大，固定介质直接凝固，从而将欲固定的纤维33直接凝固在冻结区域43b上。当然，已经描述，该固定方法也可应用于中间固定。需要将固定介质以热状态供料至喷嘴，所述固定介质在室温下不具有低粘度。在图6a)中，示出了借助于机械夹紧的纤维33的边缘固定。在边缘固定区域42中提供固持元件42h用于此目的，所述固持元件产生垂直于边缘固定区域的夹紧力且因此夹紧纤维33。通过以气动或电力或液压驱动的运动系统或，例如也借助于可产生夹紧力的磁性夹紧元件，所述磁性夹紧元件被吸引至边缘固定区域42。在使用磁性夹紧元件的情况下，在纤维组的放置之前通过在吐丝机处或在工件托 架处提供的机械手或通过另一机械手(例如，机器人)移除这些磁性夹紧元件，且在已将纤维组放入夹紧区域之后将这些磁性夹紧元件再次附接。或者，例如可在边缘区域提供可控制电磁体。在图6a)示出的机械夹紧系统中，使用沿着边缘固定区域42延伸隔开且本质上彼此平行的两行固持元件42h。图6b)示出了用于边缘固定区域的机械夹紧系统的替代实施例。这里，使用两行夹紧钩子42k。可将未示出的夹紧钩子向上移动离开边缘固定区域的平面且在此时转动所述夹紧钩子，以便可以干状态敷设纤维33且此后可通过转动及下拉钩子42k夹紧纤维33。图6d)示出了夹紧的状态。在图7a)中，示出了边缘固定区域42的实施例,其中针42n自边缘固定区域42突出。在图7b)中，再次示出了中钩子42k用于边缘固定的实施例。在图6中，示出了使用边缘固定区域以便在边缘固定之后切割纤维33。在图7中，在另一方面，示出了使用边缘固定区域的实施例以便在边缘固定之后不切割纤维，且在于此位置不切割纤维的情况下继续纤维组敷设图案。在图8中示意性地示出，如何使用工件托架40及吐丝机20在边缘固定区域42中获得借助于胶粘剂KS的边缘固定。在图8a)中，以具有整体胶粘嘴22的吐丝机20自顶部至底部示出了工艺流程。通过压辊/导辊23将自右上侧供料至吐丝机20内的纤维组30敷设在工件托架40上。因此，将纤维组30的干纤维33首先敷设在工件成形区域41上。吐丝机20包括整合切割机构21，借助于所述整合切割机构21可切割纤维组33的纤维33。下文进一步说明这类切割机构的细节。在图8a)的第二视图中，示意性地示出了如下位置，在所述位置纤维自放置在工件托架40上的实际点至切割机构的长度对应于至边缘固定区域42末端的剩余放置长度。在此位置，通过操作切割机构21切割纤维组30的纤维33，如通过箭头所示意指示。通过整体胶粘嘴22以对应长度将胶粘剂KS涂覆至纤维的对应端，以便在吐丝机20进一步移动至所述位置之后(下文在图8a)中示出)，通过仅涂覆胶粘剂KS至部分纤维的将纤维组30的截断纤维33固定在边缘固定区域42中。
在图8b)中，示出了本质上相同的工艺流程的实施例，其中提供胶粘嘴作为外部胶粘嘴49代替内部胶粘嘴22。因此，将胶粘剂不涂覆至纤维组30的纤维33，而是涂覆至边缘固定区域42的对应部分上。在图9中，在a)中示出了用于吐丝机20的切割机构21的第一实施例。切割机构21包括推进器210及支座220。在通道位置，推进器210及支座220彼此相距一定距离。在此位置，将纤维管路或纤维通道250形成于推进器210与支座220之间。在敷设过程期间可通过此纤维通道250以纤维供料方向V传送纤维33 (见图8)。推进器210可以垂直于纤维供料方向的方向且相对于支座220移动，如由视图al)及视图a2)的比较可推断出。在限制纤维通道250的两侧位置，推进器210及支座220分别包括夹钳211、221。在推进器210中提供切割刀片230以便所述切割刀片230可以在垂直于纤维供料方向V的方向移动。通过弹簧233使切割刀片230保持远离纤维33的方向偏置。为了切割纤维33，借助于执行机构(未示出)朝向支座220移动推进器210且用夹紧力Fk推动推进器210与支座220相抵，且用此夹紧力Fk将待切割纤维夹紧在夹钳211与夹钳221之间，在视图a2)中示出了此状态。然后，借助于执行机构与弹簧233的偏置力相抵以切割力Fs推动切割刀片230抵靠待切割纤维，且将夹紧在夹钳211与夹钳221之间的纤维分别切割或断裂。在示出的实 施例中，切割刀片230包括切割边缘侧231、233，所述切割边缘侧彼此之间呈大约90°的角度。这表示，切割边缘角总计90° (45°至120°范围内的优选值)。纤维30切割操作且这样的“钝”切割边缘称为拉伸断裂。因此，纤维弯曲在边缘之上，表示在高张力下切割边缘。纤维材料的张应力及弯曲应力及脆性的组合导致纤维断裂。此切割方法仅适合于脆性纤维，诸如碳纤维或玻璃纤维。大切割边缘角的优点是，由于大切割边缘角而使切割边缘/断裂边缘非常地坚固且磨损非常低；不需要介于切割边缘与纤维之间的相对移动；不需要用于切割的配合端面，所述配合端面可能损害断裂边缘。在视图a4)中示出了拉伸断裂的实际过程的放大图，如图a3)中的虚线框所指示。显然，纤维在夹钳211与夹钳221之间的夹紧允许拉伸断裂以及防止张应力传输至纤维组的纤维33。可以不同的实施例实现图9a)中示意性地示出的用于拉伸断裂的切割机构21的原理。已描述用于推进器210及切割边缘230的单独驱动，对于所述两个元件，所述驱动可为机械驱动，或液压驱动，或气动驱动，或气动驱动、机械驱动和液压驱动的组合。或者，推进器210可静止不动，而支座220可朝向推进器210移动。或者，也有可能仅加速推进器210或切割边缘230移动且有可能同时以弹簧偏置方式支撑其他元件。举例来说，可气动加速推进器210，而在推进器210中以弹簧偏置方式支撑切割边缘230。利用切割边缘230的质量及弹簧233的弹力的对应调整，当推进器210撞击支座220时，由于切割边缘230的惯性而移动切割边缘与弹簧233的弹力相抵。使用此原理，也有可能移动切割边缘230且提供对应较大力的弹簧233，导致推进器210的从动。在这种情况下，当推进器210接触到支座220时，进一步移动切割边缘230与弹簧233的力相抵用于拉伸断裂。图9b)示出了切割机构21的另一实施例，其中实施弯曲断裂的原理。因此，推动纤维与弹性基222相抵，用锋利的切割边缘将所述弹性基底222连接在支座220上，这意味着与拉伸断裂情况下一样的明显较小的切割角。因此，在切割边缘的按压下在切割边缘周围形成弹性基底。将在切割边缘与弹性基底之间存在的纤维弯曲在切割边缘的小切割半径周围。由于纤维的脆性，这些纤维已经以切割边缘对基底的小压力而断裂。当切割力局限于正好足够的量时切割边缘及弹性基底不磨损，或仅有低程度的磨损，因为同样在这种情况下在切割边缘、弹性基底与待切割纤维之间无相对移动发生，故通过所述切割力可产生研磨磨损。可再次以气动、液压、机械等方式移动切割边缘240。图10示出了产生吐丝机20及工件托架40的相对移动的不同可能性。在图IOa)示出的实施例中，将工件托架40固持在用于工件托架的静止支撑件15上。在纤维组的敷设期间机器人10移动吐丝机20。反之亦然，可提供用于工件托架40的机械手16 (图IOb))，所述机械手16相对于吐丝机20移动工件托架，将所述吐丝机20支撑在吐丝机支撑件11上。当然，同样可能有机器人10及机械手16的组合，如图IOc)所示。图11示意性地示出在敷设过程期间如何提供用于纤维组30的纤维33。将纤维(粗纱)33卷绕在纤维供料机构50的线轴51上，且通过部分纤维供料机构50自所述部分纤维供料机构为吐丝机20提供纤维(粗纱)33，所述纤维供料机构将作更详细的描述。在吐 丝机20及工件托架40的相对移动R期间，在纤维33内部可出现不同的供料速度及张力。由于在机械手系统的接头处纤维供料机构的重定向位置的布置，有可能使纤维组自线轴51至吐丝机20的距离保持不变。用这种方法，可避免在机械手系统移动期间纤维组的松散及相关下垂。图12示出了纤维供料机构50的纤维导向机构52的第一实施例。以改进能链(牵引链)的形式实现纤维导向机构52，所述改进能链(牵引链)是纤维导向链的一种代表形式。在机械工程中已知能链(牵引链)来导向挠性电缆或气动管线或液压管线，所述能链(牵引链)连接至一个持续移动的机械部件。对于纤维组的纤维导向，使用纤维导向链，所述纤维导向链由多个分段组成，各个分段彼此之间可绕枢轴转动，所述纤维导向链可通过例如能链的改装来制造。以旋转支撑轴导向纤维的方式改进能链，如图12所示。这样的纤维导向链52包括链段52s。相邻链段52s可绕轴52a旋转来相对于彼此移动。这意味着使两个相邻轴52a的距离保持不变。在改进能链中，将旋转支撑轴52w放在每个轴52a上。这意味着旋转支撑轴52w沿着轴52a的轴向延伸。在侧视图中，如图12a)所示，纤维33以纤维供料方向V通过轴52w，交替在轴52w的左右方向上。这意味着，在纤维组33的平面视图中，以纤维供料方向V导向纤维组33，交替在轴52w的下方及上方。因此，由于纤维导向链的移动，在弯曲纤维导向链52的情况下相邻轴52w的距离不变，以便实质上无张力分别施加至经导向的纤维33及纤维组30上。由于通过旋转支撑轴导向，故在例如通过软管/管道导向的情况下发生的摩擦力不适用。因此，需要较低的拉动粗纱组的力且不损害导向纤维。通过使用纤维导向链，可将纤维在空间中三维导向，所述纤维导向链也允许绕链的纵轴的扭转。除单个纤维或多个纤维的导向外，纤维导向链的此实施例也允许诸如小带纺织品及网带的带状纺织品加固的导向。图13示出了纤维导向链的第二实施例。第二实施例与第一实施例的不同之处在于，第二实施例在轴52w上提供用于纤维(粗纱)33的单独旋转支撑辊53r。由于此布置，有可能通过纤维导向链以个别速度传送每个纤维。
吐丝机20包括未示出的纤维传送装置。例如，可用US 2009/0229760 Al中所描述的传送单元实现纤维传送。基本上，已知根据艾特尔万(Eytelwein)原理的纤维传送。在用于纤维复合材料的缝制机及刺绣机中，早已使用此艾特尔万原理。纤维传送机构用于补偿由于分别在纤维导向及纤维供料中的摩擦而产生的纤维力。在根据艾特尔万原理的这种传送机构中，纤维在两行辊上运行，所述辊彼此平行布置且有偏移。只要粗纱实质上没有张力，辊在粗纱下旋转而不传送粗纱，这意味着滑动。当对粗纱施加张力时，例如在重定向辊等处产生所述张力，通过旋转辊传送纤维。可视需要在吐丝机中提供用于处理纤维(粗纱)的装置。在此纤维处理装置(未示出)中，可通过铺开/加宽(处理)使纤维达到定义的宽度。此外，可将全部纤维汇集至定义宽度的单一同质带(同质化)。在这种情况下，目标为在纤维组的纤维之间无间隙发生且在纤维组的纤维之间也无重叠发生。当然，也有可能在相反目标的情况下有意产生间隙或重叠。借助于纤维处理装置，可使在吐丝机的出口处的纤维组的宽度变化且使每一单位面积上的质量(克重)变化变得可能。
可通过辊、滚轮、销等进行纤维处理。这意味着，提供纤维处理装置，所述纤维处理装置可使纤维组的纤维达到定义宽度及/或可使纤维组的纤维的距离变化。在图14中，示意性地示出了组合预制件自工件托架至后续过程步骤的转移过程。在示出的实施例中，以中空内部空间40h形成工件托架40，且可通过连接器40p将内部空间40h连接至泵或压力源。已根据纤维敷设图案通过敷设多个纤维组产生MAFA形式的预制件31。在图14示出的实施例中，存在有例如中间固定区域43，其使用降低的压力p2操作。将转移装置60以箭头A的方向降低至工件托架40上，处于较低侧的所述转移装置60的形状对应于预制件31的外部形状。在降低状态中，如图14b)中所示，将压力pi施加至工件托架40的连接器40p，所述压力pi等于或大于环境压力pu，同时将低于环境压力Pu的降低的压力p2施加至转移单元60的压力连接器60p。因此，将预制件31吸引至转移装置60，同时已减轻在工件托架40处用于中间固定及/或边缘固定的吸入效应。然后可在保持较低的压力P2的同时使预制件举升离开工件托架，如图14c)所示(转移装置60沿箭头B的方向移动)。如在图14中可见，转移装置60自工件托架40取下敷设就绪的预制件31且转移所述预制件例如至模具内用于树脂的注入及用于固化。或者，也可将预制件送至中间储存容器或另一处理站。无法仅使用降低的压力进行敷设就绪的预制件31的“抓握”，而是以机械方式，例如通过夹紧、针、静电托或磁性托等或通过凝固或粘附，如之前已描述。转移装置也给出裁剪(drap)预制件的可能性，如在下文所描述。转移装置也给出压紧介于树脂膜或箔的两个层之间的敷设就绪的预制件的可能性及/或进行形式固定的可能性。在图15及图16中，示出了借助于传输装置60重塑(裁剪)敷设就绪的预制件31的可能性。在图15中，示出了一种实施例，借助于所述实施例可裁剪预制件31的边缘区域。为此目的，工件托架40包括边缘裁剪区域45，所述边缘裁剪区域可沿箭头C的方向移动(见图15b))。如自图15a)至图15c)的顺序可见，用敷设就绪的预制件31将转移装置降低至工件托架40上，随后，移动用于裁剪敷设就绪的预制件31的边缘的裁剪末端区域45且然后借助于转移装置60使在边缘区域中裁剪的预制件31离开工件托架。在图16中，不出了用于裁剪另一区域的实施例。将嵌件46插入工件托架40的凹陷47内。在将转移单元16降低至工件托架40上之前，已将预制件31在工件托架40上敷设就绪(图16a))。在降低转移装置60之前，移除嵌件46，以便呈现在敷设就绪的预制件31下方的凹陷47。转移装置60具有与凹陷47互补的裁剪突出部62。如在图16c)中容易可见，通过裁剪突出部62及凹陷47的合作来重塑(裁剪)敷设就绪的预制件31的对应区域，且随后将所述对应区域以经裁剪形式举升离开工件托架40(见图 16d))。这意味着，提供合作裁剪构件45、46、47、62用于裁剪转移装置60及工件托架40处的敷设就绪的预制件31。 图17示出了如何使预制件31的压紧或形状固定，例如可能使用箔70或树脂膜71。为实现这个目的，例如，在敷设纤维层30/33之前将箔70或树脂膜71放置于工件托架40上。视需要，也可将树脂膜71放置在一些树脂层之间。在最后纤维层的敷设/放置完成之后，将箔70或树脂层71放置于纤维层30/33的顶部。以气密方式将外部箔70或外部树脂膜71彼此连接，随后通过出口 72抽空介于膜之间的空气。在两个树脂层71之间的压紧及最终在一些纤维层之间提供树脂层71的优点是虽然在敷设期间已敷设干纤维且纤维不具有树脂或胶粘剂，但树脂已经作为树脂膜存在于结构部件预制件内，因此可省略注入步骤。因此，可预制造箔及树脂层，片状、二维或三维形状的热塑性树脂层或热固性树脂层或热塑性箔及/或热固性箔。借助于类似深拉方法的拉制片状树脂层或箔于纤维层之上，或例如通过喷射树脂或适当聚合物至纤维层上，也可产生所述箔及树脂层。作为引入树脂层的替代，可使用混杂纤维，所述混杂纤维包括除加固纤维外的热塑性纤维及/或热固性纤维。最外层的箔或最外层的薄片也可为功能箔，所述功能箔例如用于实现等效于清漆的高的表面质量。在本发明方面的另一实施例中，一种预制方式也可以是无树脂膜放置预制件箔袋及/或管箔部分内，随后关闭所述预制件的开口端。此外，因为可通过施加降低的压力用于中间储存容器或用于传送相同预制件使预制件的形状稳定，故此“压紧”是有利的。纤维、树脂膜及箔形成单元，所述单元在传送期间稳定且有利于储存，所述单元允许在简单热压装置中的固化。由于树脂的较短流动路径，故将预制件的浸溃缩短且因此也缩短了占用工具的时间。此外，避免由于在填充发生在树脂注入过程中的形状孔穴期间的流动过程而引起的纤维翘曲。另一优点导致以此方式压紧的纤维层及/或半成品层的干预制件的简单搬运，因为纤维层可例如以简单的降低压力的机械手自动地搬运。此外，预制件的此“压紧”有助于随后的重塑，因为可例如通过密闭真空的强度及/或边缘或压紧的边缘部分的固定选择性地影响预制件的裁剪能力。对于片状预制件，“压紧”或形状固定分别为同等有利的，无论所述预制件为二维片状或三维片状，因为使形状稳定的(=形状固定的)转移或储存成为可能。术语片状意思是类似于片材或在表示本质上形成表面的结构部件的意义上像片材，与片材沿着片材表面的延伸相比，片材垂直于片材表面的延伸较小，即意味着，例如至少1:4或1:5或1:6或1:7
或1:8或1:9或1:10或......或1:100或1:101或......1:200或......等。在与树脂层联合
的情况下，由于浸溃时间的额外减少而产生特定优点。以气密方式有利地形成外层(分别为箔及树脂膜)用于此目的以便施加低压(这意味着抽空中间空间)成为可能。为此目的，不需要借助于所描述装置制造欲压紧预制件，如已经借助于箔70或树脂膜71相对于预制件31的压紧或形状固定，参阅图17。也有可能使用用于形成预制件的多轴向层、织物等，所述预制件将分别经压紧及形式固定，如上相对于图17所述。在已描述用于制造纤维层及纤维的结构部件预制件的装置及装置的组件之后，在下文中描述用于制造这类纤维层及结构部件预制件的方法。如图18所示，首先装置配备有工件托架及纤维(步骤SI)。在步骤Sla中，可将树 脂层或箔放置/敷设于工件托架上，如参阅图17所述示例性地描述。此步骤Sla为可选的。随后，在步骤S2中，将纤维组的纤维固定在敷设路径的开始处。通常，这一过程将在工件托架的边缘固定区域进行。在此方面，如果结构部件包括未覆盖有纤维的较大区段，诸如窗口或人孔，边缘区域也可分别在结构部件的内边缘或工件托架的内边缘处指定固定区域。在步骤S3中，将纤维敷设图案预定义在欲行进的敷设路径。在可选步骤S3a中，将纤维中间固定。在敷设路径的末端，将纤维组的纤维固定在边缘固定区域中(S4)。在边缘固定步骤后视需要切割纤维组的纤维(S4a)。在图8中已示例性地示出了这个过程。在步骤S5中检查对应于敷设图案的层是否完成。如果层还没有完全敷设，则跳至步骤S2，其中将纤维组固定在现在层欲遵循的敷设路径的开始处。如果敷设路径必须在相同位置继续(例如，见图7，已经通过执行先前步骤S4执行此固定)。如果步骤S5中的估计导致将层完全敷设，则在步骤S6中检查预制件是否已完全敷设。如果没有，则在步骤6a (例如，见图17)及步骤S6b中视需要将树脂层放置/敷设在敷设层上，视需要放置局部加固，且随后所述过程继续至步骤S2。在所描述方式中重复步骤S2至步骤S6b直至已完全敷设预制件。在这种情况下，步骤S6中的估计产生YES，以便过程继续至步骤S7。在步骤S7中，估计树脂层或箔是否预先敷设在底部。在步骤S6b中，进行一个或更多局部嵌件(例如，织物或无褶皱纤维的切料、预制刺绣、带)至预制件上或在预制件之层中间的敷设/放置用于局部加固的成形。如果在步骤S7中的估计产生NO，则例如通过切割使在边缘固定区域的纤维部分与预制件分离(步骤S8)。因此，预制件获得预制件的所需形状。固定区域的切割为可选的。保持预制件处的固定区域也可能是有利的(更好的预制件稳定性)。例如，固定区域可充当树脂注入工具中的箍缩边缘。此后，在步骤S9中使预制件取走工件托架。可例如如图14至图16中所示执行这个操作。在步骤S9中的取走之后，将取走的预制件转移至固化模具或至中间储存容器或至另一处理步骤(S14)。在步骤S6与步骤S8之间，可提供可选裁剪步骤。如果在步骤S7中确定树脂层或箔已敷设在底部，则方法继续至步骤S10。在步骤Sio中，将树脂膜或箔放置于预制件上，所述预制件存在于工件托架上。随后，在步骤Sll中将上面及下面的树脂膜/箔彼此相抵而密封，且在步骤S12中施加用于使预制件稳定的降低的压力。随后，在步骤S13中，使稳定的预制件离开工件托架且所述过程继续至已经描述的步骤S14。所描述装置及方法可提供除其他者之外的下列显著优点
A)胶粘剂涂覆
胶粘剂涂覆通常为可选的，这意味着也可能有在边缘处纤维组的其他固定或中间固定。先前已知的树脂及/或应用系统主要作用于用树脂浸溃纤维，以避免其他方面的树脂注入的必需操作。对于本发明，尤其是可使用具有高粘度的胶粘剂，所述胶粘剂允许在一秒范围内的纤维组的固定。当胶粘剂用于固定纤维组时，仅在敷设路径的开始及末端处的固定区域中优选使 用相同的胶粘剂。这导致没有与管理许可潜在相关的其他物质引入至预制件内，且树脂浸溃不受胶粘剂阻碍。装置及方法允许在工件托架上以及在已经取决于工件托架的纤维上的胶粘剂涂覆以及在仍处于吐丝机中且仍待放置的纤维上的应用。当借助于胶粘剂固定纤维组时，在敷设路径的开始及末端处将胶粘剂珠子KS应用至待敷设纤维组30。低粘度胶粘剂完全浸溃纤维(粗纱)，所述纤维(粗纱)由多个细丝构成，以便将全部细丝可靠地固定。然而，较高粘度胶粘剂(粘度3 1500 mPas)不完全浸溃纤维，而实质上粘附至纤维的侧，已将胶粘剂珠子KS应用至所述纤维的侧上。由于不用胶粘剂固定细丝，故形成分离层。在此情况中，当在已经敷设的纤维组上固定另一纤维组且在沿着存在于纤维组的敷设期间的纤维组存在张力期间，可能发生在分离层处的固定裂缝开口。比如说，将下面的纤维组分开。为解决此问题，在固定区域中将间隙301引入纤维组内。由此，较高粘度胶粘剂可以更好浸溃纤维且避免分离层。此过程在图19示出。图19a)示出了未受干扰的纤维组。如图19b)所示推动多个主体通过纤维组。这些主体可例如为针排的针42z。当沿敷设方向(见图19c)的箭头)将纤维组拉伸一点时，产生间隙(图19c)中的301)，胶粘剂珠子KS (图19d))的较高粘度胶粘剂也通过所述间隙达到纤维组的背面侧且因此防止潜在的分离点。可自由选择主体42z的布置，所述主体在纤维组中产生间隙301。粗纱组在宽度上的均匀分布为有利的。B)不同纤维类型的使用
尤其是由于将纤维在干状态中敷设的事实，因此在一过程步骤中使用不同纤维类型是可能的，这意味着，例如将不同纤维类型混合于一个层中等等。举例来说，可在一头将玻璃纤维及碳纤维混合且随后敷设/放置所述玻璃纤维及碳纤维。如果随后敷设/放置所述纤维，则可在两个供应装置52中将例如玻璃纤维组及碳纤维组的两个纤维组单独地传送至吐丝机，所述吐丝机则最终包括两个传送机构。C)纤维组的敷设宽度的变化
(使)改变敷设纤维组的宽度为可能，其中可例如通过铺开或压缩、收敛、变窄来设定组的单纤维(粗纱)的宽度。这个操作发生在吐丝机中，且例如通过改变重定向半径或重定向的程度而进行。通过改变敷设宽度，可设定纤维组的每一单位面积上的质量(克重)。D)与其他预制件联合的可能性由于使用了用于制造预制件的干纤维，则存在用其他预制件补充以所描述方法制造的预制件使之变成更复杂结构的可能性，其中可用其他预制方法(如编织、刺绣或纤维模制)制造其他预制件。此外，存在例如通过缝制来加固用本文所描述方法制造的预制件的可能性。应明确说明，为了最初公开案以及为了限定独立于实施例及/或权利要求书中的特征的组成的所主张发明，在说明书及/或权利要求书中公开的全部特征意欲单独地且独立于彼此而公开。应明确说明，为了最初的公开案以及为了限定所主张发明，全部值范围或实体的群组的指示公开了每个可能的中间值或中间实体，尤其是作为值范围的限制。在下文中，指示所描述发明的方面
I.一种制造用于纤维复合材料的结构部件的预制件的方法，包括以下步骤
a)提供(SI)工件托架(40)； b)将干纤维(33)的纤维组(30)敷设(S3)于工件托架(40)上，其中视需要将纤维中间固定在区段中(S3a)；
c)在工件托架(40)的边缘(42)固定(S4)纤维；
d)根据预定纤维组敷设图案重复步骤b)及步骤c)以形成预制件(31)，其中，在每次执行步骤d)后，在固定于工件托架的边缘的纤维区段后切割粗纤维(S4a)且跟着执行随后的步骤b)，或在无切割粗纤维的情况下进行步骤b)的执行；及
e)在根据步骤d)中的预定纤维组敷设图案完成形成预制件之后，自工件托架(40)转运(S14)预制件(31)至下一个制造步骤。2.根据方面I所述的用于形成用于纤维复合材料的结构部件的三维预制件的方法，其中
在步骤a)中，提供(SI)对应于预制件(31)的三维形状的工件托架(40)，及 在步骤e)中，自工件托架(40)转运三维预制件(31)至下一个制造步骤。3. 一种制造用于纤维复合材料的结构部件的三维预制件的方法，包括以下步骤
a)提供(SI)对应于预制件(31)的三维形状的工件托架(40)；
b)将干纤维(33)的纤维组敷设(S3)于工件托架(40)上，其中视需要将纤维中间固定在区段中(S3)；
c)在工件托架(40)的边缘(42)处固定(S4)纤维(33)；
d)根据预定纤维组敷设图案重复步骤b)及步骤c)以形成三维预制件(31)，其中，在每次执行步骤d)后，在固定于工件托架的边缘的纤维区段后切割粗纤维(S4a)且随后进行步骤b)的下一次执行，或在无切割粗纤维的情况下进行步骤b)的执行；及
e)在根据步骤d)中的预定纤维组敷设图案完成预制件的成形后，自工件托架(40)转运(S14)三维预制件(31)至下一个制造步骤。4根据方面I至方面3中之一所述的方法，其中，在根据步骤d)中的预定纤维组敷设图案形成预制件期间，将一个或更多局部嵌件应用于预制件上或应用在预制件的层间以形成局部加固。5.根据方面I至方面4其中之一所述的方法，在步骤e)中，在转运(S14)预制件
(31)前将固定在边缘固定中的区段分离(S8)。6.根据方面I至方面5其中之一所述的方法，其中通过将树脂或胶粘剂(KS)涂覆于工件托架(40)上及/或涂覆于区段中的纤维(33)上，及/或通过凝固及/或通过机械固持及/或通过吸入及/或通过磁吸引及/或通过静电吸引纤维至工件托架，执行步骤b)中区段内的可选中间固定。7.根据方面I至方面6其中之一所述的方法，其中通过粘附及/或夹紧及/或凝固及/或机械固持及/或吸入及/或磁吸引及/或静电吸引纤维至工件托架来执行步骤c)中的边缘固定。8.根据方面I至方面7其中之一所述的方法，其中在步骤e)之后的制造步骤为将预制件设置进入处理模具内以用于树脂注入及/或固化或中间储存或转运至另一处理步骤。9根据方面I至方面8其中之一所述的方法，其中将二维或三维预制件压紧及/或形状固定在固定层(70，71)间用于转运及潜在的储存。 10. 一种制造用于纤维复合材料的结构部件的预制件(31)的装置，包括 工件托架(40)，
吐丝机(20)，用于将干纤维(33)的纤维组(30)敷设于工件托架(40)上，
可选中间固定装置，用于工件托架(40)上的纤维在区段内的可选中间固定，
边缘固定装置，用于在工件托架(40)的边缘(42)处固定纤维(33)，
纤维切割装置(21)，用于切割纤维，及
转运装置，用于自工件托架(40)将预制件(31)转运至下一个制造步骤。
11.一种用于制造纤维复合材料结构部件三维预制件(31)的装置，包括 工件托架(40)，具有对应于预制件(31)的三维形状的形状，
吐丝机(20)，用于将干纤维(33)的纤维组(30)敷设于工件托架(40)上，
可选中间固定装置，用于工件托架(40)上的纤维在区段内的可选中间固定，
边缘固定装置，用于在工件托架(40)的边缘(42)处固定纤维(33)，
纤维切割装置(21)，用于切割纤维，及
转移装置，用于自工件托架(40)将三维预制件(31)转移至下一个制造步骤。12. 一种用于将三维预制件(31)自工件托架(40)转移至下一个制造步骤的转移装置，所述转移装置的形状在所述转移装置的下面对应于已敷设于工件托架(40)上的已敷设就绪的预制件(31)的外部形状且所述转移装置视需要包括用于剪裁已敷设于工件托架(40)上的已敷设就绪的预制件(31)的剪裁区域(62)。13. 一种用于纤维复合材料结构部件三维预制件(31)的工件托架，包括
工件托架(40)，包括具有对应于预制件(31)的三维形状的形状的工件成形区域(41)，
及
边缘固定区域(42)，用于固定敷设纤维组(30)的纤维(33)。14.根据方面13所述的工件托架，所述工件托架包括用于固定敷设纤维组(30)的纤维(33)的一个或多个中间固定区域(43)。15.根据方面13或方面14所述的工件托架，所述工件托架包括用于剪裁已敷设就绪的预制件(31)的剪裁区域(45; 46，47)。16. 一种用于导向待通过纤维传送装置传送的纤维组(30)的一个或多个纤维(33)的纤维导向装置，包括
入口，以纤维供应方向(V)将待传送纤维(33)插入入口。出口，以纤维供应方向(V)将待传送纤维(33)导向离开出口，及
纤维导向链(52)，连接入口与出口，其中通过旋转支撑轴(52b)或辊(52r)沿纤维供应方向(V)导向待传送纤维(33)，将所述轴或辊独立旋转支撑。17.根据方面16所述的纤维导向装置，其中
纤维导向链(52)包括多个链段(52s)，将所述链段连接至彼此以便相邻区段可相对于彼此绕轴(A)旋转且将旋转支撑轴(52w)或旋转支撑辊各布置在轴(A)的轴向上且绕相同轴旋转。18. 一种纤维切割装置，包括 支座(220)，
推进器(210)及
具有大的刀片角度的切割刀片(230)，所述切割刀片可以切割方向来回移动，
其中将支座及推进器布置且可移动，以便所述支座及推进器在通道位置在所述支座与推进器的间形成纤维通道，所述纤维通道垂直于切割方向延伸，且在夹紧位置将纤维通道内的纤维夹紧于切割刀片的移动路径的两侧。19.根据方面11所述的制造用于纤维复合材料的结构部件的三维预制件(31)的
装置，其中
工件托架(40)为根据方面13至方面15其中之一所述的工件托架，
根据方面16或方面17将吐丝机(20)连接至纤维导向装置(52)的出口且通过此纤维导向装置供应纤维组(30)，及
吐丝机包括根据方面18的纤维切割装置(21)。20. 一种制造用于纤维复合材料的结构部件的片状预制件的方法，包括以下步骤
通过将纤维层(30，33)敷设(S3)于工件托架(40)上形成预制件，及气密压紧在片状预制件的一侧上的第一层(70，71)与片状预制件的第二侧上的第二层(70，71)间的预制件及抽空介于层间的空间，所述第二侧与第一侧相反。21.根据方面20所述的方法，其中
提供(SI)对应于具有第一层(70)的片状预制件(31)的形状的工件托架(40)，将所述片状预制件敷设在工件托架上，
将纤维层(30，33)敷设于工件托架(40)上用于形成预制件(S3)，及在完成预制件的成形后，将第二层(70，71)放置于最后纤维层(30，33)上且与第一层(70，71)连接用于压紧介于层之间的预制件。22.根据方面20或方面21所述的方法，其中，在预制件的成形期间，将层(70，71)放置在一个或多个所述纤维层(30，33)间。23.根据方面20至方面23其中之一所述的方法，其中抽空在第一层(70，71)与第二层(70，71)间的空气。24.根据方面20至方面23其中之一所述的方法，其中将层成形为箔(70)或作为树脂膜(71)。
25.根据方面20至方面24其中之一所述的方法，其中将三维预制件形成于工件托架(40)上，所述工件托架包括对应于预制件的形状。26.根据方面I至方面9、方面20至方面25其中之一所述的方法，其中将树脂或胶粘剂(KS)涂覆至纤维用于固定，且纤维具有在涂覆区域内在纤维(33)的细丝之间的一 个或多个间隙(301)。
权利要求
1.一种制造用于纤维复合材料结构部件的三维预制件的方法，所述方法包括以下步骤 a)提供(SI)对应于所述预制件(31)的所述三维形状的工件托架(40)； b)通过同时敷设多个干纤维(33)将纤维组(30)敷设(S3)于所述工件托架(40)上，视需要将所述纤维中间固定在区段中(S3a)； c)在所述工件托架(40)的边缘(42)处固定(S4)所述纤维(33)； d)根据预定纤维组敷设图案重复所述步骤b)及步骤c)以形成所述三维预制件(31)，其中，在每次执行步骤c)后，将所述纤维(33)的所述区段固定于所述工件托架(40)的边缘后切割粗纤维(S4a)，然后执行下一次的步骤b);及 e)在根据步骤d)中的所述预定纤维组敷设图案完成所述预制件的成形后，自所述工件托架(40)转移(S14)所述三维预制件(31)至下个制造步骤。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，在对应于步骤d)中的所述预定纤维组敷设图案的所述预制件的所述成形期间，执行在所述预制件上或所述预制件的层间放置一个或多个局部嵌件以用于形成局部加固。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其中在步骤e)中，将在所述边缘固定时固定的所述区段在转移(S14)前与所述预制件(31)分离(S8)。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的方法，其中通过将树脂或胶粘剂(KS)应用于所述工件托架(40)上及/或应用于区段中的所述纤维(33)上，及/或通过凝固及/或通过机械固持及/或通过吸入及/或通过磁吸引及/或通过静电吸引所述纤维至所述工件托架(40)，执行步骤b)中区段内的所述可选中间固定。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的方法，其中通过粘附及/或夹紧及/或凝固及/或机械固持及/或吸入及/或磁吸引及/或静电吸引所述纤维至所述工件托架来执行步骤c)中的所述边缘固定。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的方法，其中步骤e)之后的制造步骤为将所述预制件设置在处理模具内以用于树脂注入及/或固化或中间储存或转移至另一处理步骤。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的方法，其中将所述三维预制件压紧及/或形状固定在固定层(70，71)之间用于所述转移及潜在的储存。
8.—种制造用于纤维复合材料的结构部件的三维预制件(31)的装置，包括 工件托架(40)，具有与所述预制件(31)的三维形状对应的形状(40)， 吐丝机(20)，用于将纤维组(30)与多个干纤维(33)同时敷设于所述工件托架(40)上， 可选中间固定装置，用于所述纤维在工件夹具(40)上区段内的可选中间固定， 边缘固定装置，用于在所述工件托架(40)的所述边缘(42)处固定所述纤维， 纤维切割装置(21)，用于切割所述纤维，及 转移装置，用于将所述三维预制件(31)自所述工件托架(40)转移至下个制造步骤。
9.一种用于纤维复合材料的结构部件的三维预制件(31)的工件托架，包括 工件托架(40)，具有形成与所述预制件(31)三维形状对应形态的工件成形区域(41)，及 边缘固定区域(42)，用于固定敷设纤维组(30)的纤维(33)。
10.根据权利要求9所述的工件托架，所述工件托架包括用于固定所敷设的纤维组(30)的所述纤维(33)的一个或多个中间固定区域(43)。
11.根据权利要求9或10所述的工件托架，所述工件托架包括用于裁剪敷设就绪的预制件(31)的裁剪区域(45; 46，47)。
12.一种用于导向待通过纤维传送装置传送的纤维组(30)的一个或多个纤维(33)的纤维导向装置，包括 入口，将纤维供应方向(V)的待传送纤维(33)引入所述入口， 出口，将所述纤维供应方向(V)的待传送纤维(33)导向离开所述出口，及 连接所述入口与所述出口的纤维导向链(52)，在纤维导向链(52)中，通过旋转支撑轴(52w)或辊(52r)沿所述纤维供应方向(V)导向所述待传送纤维(33)，所述支撑轴(52w)或辊(52r)独立旋转支撑。
13.根据权利要求12所述的纤维导向装置，其中 所述纤维导向链(52)包括多个链段(52s)，将所述链段连接彼此成为所述纤维导向链以便相邻区段可相对于彼此绕轴(A)旋转且将所述旋转支撑轴(52w)或所述旋转支撑辊各布置在所述轴(A)的轴向且绕所述轴旋转。
14.一种根据权利要求8所述制造用于纤维复合材料的结构部件的三维预制件(31)的装置，其中 所述工件托架(40)为如权利要求9至11中任一项所述的工件托架，且 将所述吐丝机(20)与如权利要求12或13所述的纤维导向装置(52)的出口连接且通过该纤维导向装置供应所述纤维组(30)。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述吐丝机包括纤维切割装置，所述纤维切割装置具有 支座(220)， 推进器(210)及 具有大刀片角度的切割刀片(230)，所述切割刀片可以沿切割方向来回移动， 其中将所述支座及所述推进器可运动布置，以便所述支座及推进器之间在通道位置形成纤维通道，该纤维通道垂直于所述切割方向延伸，且在夹紧位置将所述纤维通道内的纤维夹紧于所述切割刀片的运动路径的两侧。
16.一种制造用于纤维复合材料结构部件的片状预制件的方法，包括以下步骤 通过将纤维层(30，33)敷设(S3)于工件托架(40)上形成预制件；及 在所述片状预制件的一侧上的第一层(70，71)和与所述片状预制件第一侧相对的第二侧上的第二层(70，71)之间气密压紧所述预制件及抽空介于所述层之间的中间空间。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，在所述预制件的成形期间，将层(70，71)放置在所述纤维层(30，33)的一层或多层之间。
全文摘要
一种制造纤维复合材料的结构部件的三维预制件的方法，所述方法包括以下步骤a)提供对应于预制件(31)的三维形状的工件托架(40)；b)通过同时敷设多个干纤维(33)将纤维组(30)敷设(S3)于工件托架(40)上，视需要将纤维中间固定在区段中(S3a)；c)在工件托架(40)的边缘(42)处固定(S4)纤维(33)；d)根据预定纤维组敷设图案重复步骤b)及步骤c)以形成三维预制件(31)，其中，在每次执行步骤c)后，在固定于工件托架的边缘的纤维的区段后切割粗纤维(S4a)且此后跟着步骤b)的下一次执行；及e)在根据步骤d)中的预定纤维组敷设图案完成预制件的成形的后，自工件托架(40)转移(S14)三维预制件(31)至下一个制造步骤。
文档编号B29C70/38GK102834248SQ201180019447
公开日2012年12月19日 申请日期2011年4月15日 优先权日2010年4月16日
发明者英格·卡巴, 海勒·科赫勒, 佛科尔·卫采尔 申请人:科朋兹腾斯有限公司