专利名称：由具有中空芯体的合成材料制造部件的方法
技术领域：
本发明涉及一种通过树脂传递模塑来制造合成材料部件的方法。
背景技术：
很多已知的通过浸溃有树脂的纤维来模塑的方法，特别是使用闭模来模塑的方法，可以用来制造合成材料的部件。首先，可提到的是树脂传递模塑方法(RTM)。在RTM方法中，一组纤维元件以特定的方式布置在支架周围，并且将这组元件放入闭模内，该闭模的整体形状与待制造的部件的形状对应。
在常规的RTM方法中，该模具由阴模或母模和反模或冲头部分形成。之后树脂注入模具中并聚合。然后，树脂微粒开始粘合在一起并且形成固态网络，从而获得由纤维和聚合树脂形成的合成材料的刚性部件。还可提到的是树脂灌注模塑方法或液体树脂灌注(LRI)。通常，这种方法采用多个步骤，其中包括将纤维加固元件布置在型模上。之后，模具通过能够控制树脂通过的柔性盖被封闭，其中，该树脂灌注到纤维加固元件内，并且接着聚合从而形成刚性部件。通过由柔性盖的某些点处的凹陷(引入到模具中的树脂朝其移动)产生的驱动力来获得树脂的传播。在传统的灌注方法中，模具的加工工具因此由母模和作为反模部分的防漏盖(诸如防水帆布)形成。用于航空结构的合成部件需要最大程度的机械性能和尽可能低的质量。解决这些需求的方案是使用较早所描述的具有开孔芯体的合成材料，尤其是蜂巢型的合成材料。对于应用领域，在合成部件内使用的这种芯体(尤其在受压时)具有很好的机械特性(低密度)。这些产品被广泛应用在航空工业，并且能够通过使用预浸溃有树脂的纤维来应用。事实上，已经存在于纤维中的树脂不能够迁移或者只能够适度地迁移至芯体的开孔内。但是，如前所述，随着树脂传递制造方法的发展，将允许进一步优化这种具有开孔的蜂窝芯体的合成部件的制造。遗憾的是，使用树脂传递法制造这种部件的障碍在于，树脂倾向于渗透到芯体的孔中。除了别的缺陷之外，由于这会增加树脂的消耗，使结构变重并且降低蜂窝结构的性能，这种现象是不被期望的。因此，需要一种方法，其能够应用技术来通过树脂传递模塑方法制造具有蜂窝芯体的合成部件。
文献EP1795332和EP 1897680提出了对该问题的解决方案。这两个文献一方面使用了填塞的中间层，所述中间层布置在蜂窝芯体和纤维层之间，防止树脂朝芯体的腔室迁移；另一方面使用了至少一个粘合层，旨在确保纤维层和蜂窝芯体的良好结合。更特别地，文献EP 1005978描述了一种用于制造带有蜂窝芯体的合成材料的方法，所述方法包括多个步骤-在蜂窝芯体的开放表面上施加第一粘合层；-在所述粘合层上施加固态膜；
-在所述固态膜的外表面上施加第二粘合层；-将一组纤维层布置在所述第二粘合层上；-根据RTM方法施加树脂并进行树脂的聚合。文献EP1897680还指出了一种用于制造带有蜂窝芯体的合成材料的方法，所述方法包括多个步骤-将可固化的粘合层在蜂窝芯体的至少一个开放表面上设置就位；-将阻挡层在所述粘合层上设置就位；-将纤维层设置就位；-根据真空灌注方法施加树脂。然而，这些方法需要大量的中间层(粘合层、阻挡层等)，这使得制造方法的应用相对复杂。
发明内容
根据本发明，能够克服之前所提到的缺陷并且为此其提出了一种用于制造具有中空芯体的合成材料部件的方法，包括如下步骤-在中空芯体的开放表面施加至少一层粘合层，所述方法的特征在于所述粘合层是可聚合的用于阻挡的粘合层，所述用于阻挡的粘合层在聚合之后具有对树脂的密封性能，并且能够防止树脂向中空芯体的内部扩散，-进行用于阻挡的粘合层的聚合，从而完成中空芯体的密封。因此，通过使用还具有阻挡树脂性能的粘合层，能够在随后的处理步骤中密封中空芯体并且避免芯体被树脂填充。优选地，用于阻挡的粘合层为支撑粘合层。更有利地，用于阻挡的粘合层由聚合物或玻璃纤维的纬线支撑。优选地，通过粘合层与相邻的纤维的紧密组配来获得密封特性。优选地，沿着垂直于粘合层的方向在粘合层上至少施加有压力。事实上，出人意料的是，沿着严格垂直于粘合层的方向在粘合层上施加的压力，使得能显著地增加对树脂的密封性。根据一个优选的实施例，通过对待密封的组件施加真空来施加压力。优选地，通过用作反模的至少一个柔性或半刚性薄膜来实施真空的施加。有利地，压力经由至少一个引流层施加在粘合层上。引流层的存在允许均匀地施加压力。这旨在限制粘合层在中空芯体内部的塌陷，并且避免由于粘合层的粘合厚度的不均匀分布(由应当被避免的局部过压而导致)而使得其密封性能的退化。采用补充的方式，方法包括附加的步骤在粘合层上施加至少一层纤维。这个附加的步骤使得能够制造具有密封的中空芯体的合成部件的预成型件。有利地，所述纤维层包括至少一层在纤维上具有均匀渗透性的无纺纤维，特别是无纺碳纤维。通过插入这种无纺层，能够避免优先占据点的形成。这也限制了在聚合周期期间粘合剂向干纤维层的迁移，并且有助于改善合成材料的表皮-芯体接界面的机械性能。根据一个优选实施例，纤维层是干纤维层。采用补充的方式，方法包括附加的步骤根据树脂传递模塑法来施加树脂，并且在同一个壳内进行所述树脂的聚合。因此，这种方法的应用时间得以显著地减少。在这种情况下，此步骤的单独叠加允许根据特定的烘烤周期来制造预成型件、根据聚合和预聚合周期来聚合粘合层，根据特定的聚合周期来将预成型件浸溃树脂。 根据本发明的一个可选的实施例，方法包括中间附加步骤预成型纤维层。本发明还涉及一种合成材料部件，其可以根据本发明的方法获得。所述部件可以是完成的和完整的合成材料部件或中间部件，所述中间部件诸如为密封的中空芯体、纤维层的预成型件和密封芯体。有利地，中空芯体为蜂窝芯体，特别是蜂巢型的。然而，该中空芯体也可以是其他类型的中空芯体或者甚至是不同性质的芯体的综合体。
参考附图，通过以下详细描述将更好地理解本发明。图I示意性示出了用于制造合成材料部件的密封中空芯体的制造的实施。图2示意性示出了预成型件和用于夹层合成材料部件的密封中空芯体的制造的实施。图3示意性地示出了具有完全中空芯体的合成材料部件的制造的实施。
具体实施例方式图I示出了用于制造合成材料部件的密封中空孔蜂窝芯体I的制造。为此，蜂窝芯体I被放置在模具2上，并且被半刚性薄膜3覆盖，所述半刚性薄膜3形成反模并且与装置4相关联，该装置4用于对由模具2和半刚性薄膜3限定的内部空间施加真空。所施加的真空通常可以是小于IOOmbar的真空，并且优选地为大于4mbar的真空。半刚性薄膜3例如可以是硅胶膜。垫圈5确保半刚性薄膜3和模具2之间的密封。根据本发明，蜂窝芯体3具有上部和下部的开放表面，这些开放表面覆盖有可聚合的粘合膜6，该粘合膜6特别是环氧粘合类型。优选地，可聚合的粘合膜6由纬线(特别是通过玻璃纤维的纬线)支撑，即加强。根据本发明，在聚合过程中的粘合膜6具有阻挡树脂的性能，这种性能可用于制造合成材料。
通过对芯体施加真空，经由半刚性薄膜3来在粘合膜6上施加垂直于粘合膜6的压力，从而改善芯体的密封。压力因而也施加在下部的粘合膜6上。优选地，施加的压力应该尽可能均衡，特别是为了避免粘合膜6在蜂窝芯体I的腔室中的塌陷类型的缺陷。半刚性薄膜3的硬度和厚度特性将允许控制粘合膜6上施加的压力的分布。如果需要的压力性能允许的话，半刚性薄膜3 (如果必要)可以被真空篷布替代。为了确保所施加的压力场的均匀，在半刚性薄膜3和粘合膜6之间可以布置引流层7。第二引流层布置在模具2和下部粘合膜6之间。引流层7例如可以是毡层，编织层或其他多孔产品。其硬度特性也将能够调整局部压力参数，特别是经常用于确保所施加的压力场的均匀性。
组件也可以装配有隔离膜10，用于在操作后确保引流层7和半刚性薄膜3之间的良好的隔离。隔离膜10也用于限制粘合剂朝其他层迁移。图2示意性示出了具有密封中空芯体的合成材料部件的预成型件的制造。图2的实施方法与图I的不同之处在于，引流层7被干纤维层8 (即，没有预浸溃树脂)的组件替代。因此在施加树脂与此同时所述蜂窝芯体I被密封之前，纤维层8的组件可以模塑成蜂窝芯体I的形状。图3示意性地示出了具有完全中空芯体I的合成材料部件的制造。因此，与之前的实施例不同，整个合成部件是在一个单独的步骤中制造的。为此，较早所述的方法和元件通过用于注入树脂的装置12来完成，该装置12允许树脂传递模塑的循环应用。因此，需要设置一种用于分布树脂的介质13，为了在树脂聚合后移除模具，隔离膜10由可移除的纤维14替代。为了防止粘合剂向干纤维层8迁移，可以规定插入碳纤维无纺布层，该碳纤维无纺布层的渗透性在纤维尺度上是均匀的。此层无纺纤维能够避免优先占据点，一旦这些点优先占据，会因为粘合剂的分布不均匀，导致粘合膜6的密封性能的退化。这种无纺纤维层还包含在组件的结构中，并且用于改善部件的机械性能。虽然本发明已经以特定的实施例来予以描述，但是该特定的实施例显然并非用于限制本发明。本发明包括了落入本发明的范围内的所描述的技术手段的所有等同物及其组
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权利要求
1.一种由具有中空芯体(I)的合成材料制造部件的方法，包括如下步骤 -在中空芯体的开放表面施加至少一层粘合层(6)，所述方法的特征在于所述粘合层是可聚合的用于阻挡的粘合层，所述粘合层在聚合后具有对树脂的密封性能，并且能够防止树脂向中空芯体的内部扩散， -进行所述用于阻挡的粘合层的聚合，从而完成中空芯体的密封。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述用于阻挡的粘合层为支撑粘合层(6)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用于阻挡的粘合层(6)由聚合物或玻璃纤维的纬线支撑。
4.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，沿着垂直于所述粘合层(6)的方向在所述粘合层(6)上至少施加有压力。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过向待密封的组件施加真空来施加所述压力。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过用作反模的至少一个柔性或半刚性的薄膜(3)来实施真空的施加。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的方法，其特征在于，经由至少一个引流层(7)，在所述粘合层(6 )上施加所述压力。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括附加的步骤在所述粘合层(6)上施加至少一层纤维层(8)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述纤维层(8)包括至少一层在纤维上具有均匀渗透性的无纺纤维，特别是无纺碳纤维。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述纤维层(8)是干纤维层。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括附加的步骤根据树脂传递模塑法，特别是在真空下施加树脂，并且在同一个壳内完成所述树脂的聚合。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的方法，其特征在于，包括附加的中间步骤对纤维层预成型。
13.一种用于制造合成材料部件的部件，所述部件能够根据权利要求1-12中任一项所述的方法获得。
14.根据权利要求13所述的部件，其特征在于，所述中空芯体是蜂窝芯体(I)。
全文摘要
本发明涉及一种由具有中空芯体(1)的合成材料制造部件的方法，包括如下步骤在中空芯体的开放表面施加至少一层粘合层(6)，所述方法的特征在于所述粘合层是可聚合的用于阻挡的粘合层，所述粘合层在聚合后具有对树脂的密封性能，并且能够防止树脂向中空芯体的内部扩散，聚合所述用于阻挡的粘合层，从而密封中空芯体。
文档编号B29C70/08GK102917863SQ201180022548
公开日2013年2月6日 申请日期2011年4月28日 优先权日2010年5月11日
发明者佛罗伦斯·卡斯特涅, 埃尔维·于尔林, 帕特里克·马丁, 阿兰·德肯托, 马里于斯·米阿吕塔, 亨利-弗朗索瓦·佩兰, 路易·贝特加, 让-皮埃尔·科舒瓦, 热罗姆·西尼, 理查德·芒格诺 申请人:洛林航空工程公司, 巴黎艺术和工艺技术公司, 西尼工作室, 东部塑料加工中心