用于制造复合材料部件的装置的制作方法

本发明涉及从干纤维组件通过注入可固化基质材料生产纤维增强组件的装置，并且特别是采用由可渗透气体但不可渗透基质材料的膜形成的贴片的装置，并且该膜适用于在高温下使用以允许高温固化该组件。本发明还涉及使用这种装置生产纤维增强复合材料组件的方法。

背景技术：

复合材料由于其相对轻的重量和有利的物理特性而广泛用于航空航天应用中。在飞机制造中使用的一类这样的复合材料是预浸料。预浸料(prepreg)是“预浸渍(pre-impregnated)”的缩写，是指纤维增强物，典型地是碳纤维织物，其与基质材料如环氧树脂组合，以形成浸渍纤维织物，在使用时将其铺设在模具中并固化以形成复合材料部件。

飞机部件的预浸料生产典型地需要将铺设物在高压釜中固化。高压釜的高压差降低了最终固化部件的孔隙率大小。这是必要的，因为复合材料中的孔可以充当应力集中器并且是裂纹扩展的起始位置。然而，高压釜价格昂贵，并且还在部件生产中引入尺寸限制。因此，优选使用树脂传递模塑(rtm)或类似的树脂灌注工艺生产一些航空飞机部件。在这样的工艺中，使用干纤维预制件代替预浸料，并且将液体树脂灌注到封闭的模具中以在固化之前完全润湿干纤维预制件。灌注允许在无需高压釜的情况下生产低孔隙率复合材料结构。可替代地，可以组合高压釜和rtm工艺，通过rtm进行灌注步骤，并在高压釜中完成固化。

已经开发了许多形式的树脂传递模塑，并且这些形式中的许多是基于将干纤维组件封装在密封气体和不可渗透性树脂封套、或真空袋中，以将该组件与环境隔离，随后在封套中建立减压，导致流入用以灌注到干纤维组件中的基质材料。这些方法也可以与基质材料的固化相组合，而不从封套中除去灌注的组件。一种这样的特定方法称为真空辅助处理(vap)，其利用干纤维组件和外封套之间的允许空气通过但阻止树脂材料通过的附加膜，以提供将树脂浸渍到干纤维中的有效控制和气流/真空的良好控制。

us6,843,953公开了一种vap工艺，其中使用可渗透气体但不可渗透基质材料的膜来包围干纤维复合材料预制件的至少第一表面。

在常规vap工艺中使用的可渗透气体但不可渗透基质材料的膜是昂贵的，并且使用它们可能使得用于灌注干纤维组件的系统的制备复杂化。解决这种问题的一种方法是减小这些膜的尺寸，但是将较小面积的这种膜掺入vap装置中可能会出现困难，因为这通常需要将膜密封到装置的一个或多个其他组件上以提供所需气流特性或将尺寸减小的膜密封自身以在装置内形成组件；并且在优选的操作条件下，这种密封可能难以保持。具体而言，当固化用于航空航天应用的复合材料部件时，通常有利的是在相对高的温度下(特别是至少180℃的温度下)进行固化，并且将可渗透气体但不可渗透基质材料的膜作为密封自身的组件或者作为密封到在这种温度下使用的设备中其他组件的组件掺入是有问题的。

本发明旨在克服上述问题和/或总体上提供改进。

技术实现要素：

根据本发明，提供了一种用于通过注入可固化基质材料的注射工艺生产纤维增强复合材料组件的装置，以及通过使用如任一项所附权利要求定义的这种装置生产纤维增强复合材料组件的方法。

根据本发明，提供了一种用于从干纤维组件通过注入可固化基质材料的注射工艺生产纤维增强复合材料组件的装置，该装置包括：

a.工具，其用于设置干纤维组件；

b.封套，其不可渗透气体和可固化基质材料，该可固化基质材料被设置在该工具的至少一侧上以形成可引入可固化基质材料以接触设置在该工具上的干纤维组件的空间，该封套将该工具密封而与环境隔开；

c.入口，其用于将可固化基质材料引入由该封套形成的空间；

d.出口，其用于从由该封套形成的空间中除去气体，使得该可固化基质材料可被吸入该空间以穿透设置在该工具上的干纤维组件；和

e.贴片，其由可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的膜形成，该贴片与该出口相关联，使得可以从由该封套形成的空间中经由该出口除去气体但不除去可固化基质材料；其中该出口与该贴片之间的关联在至少150℃的温度下是稳定的。

根据本发明，还提供了一种用于通过使用根据本发明的装置生产纤维增强复合材料组件的方法，其包括

a.在该装置的该工具上设置干纤维组件；

b.设置该装置的该封套以将该工具和该干纤维组件与环境隔绝，并形成可引入可固化基质材料以接触该干纤维组件的空间；

c.将该装置的该入口附接到可固化基质材料的来源；并且

d.对该装置的该出口施加真空，使得从由该封套形成的空间中除去气体，并且可固化基质材料被吸入该空间并穿透该干纤维组件，但使得未从该空间中除去可固化基质材料。

具体实施方式

本发明的装置包括不可渗透气体和基质材料的封套，并且该封套被设置成形成一个空间，可向该空间中引入该可固化基质材料以穿透设置在也存在于该空间内的工具上的干纤维组件。封套还被设置成将该工具和该装置的其他组件密封而与周围环境隔开，使得例如该空间内的压力可以相对于周围环境减小。封套可以由任何合适的材料形成，如用于形成在rtm工艺和其他树脂灌注系统中使用的常规真空箔或真空袋的材料。封套的尺寸并不重要，只要它足够大以容纳工具和要灌注的干纤维组件加上装置的任何其他组件，但不能大到难以处理或浪费材料。本领域技术人员将了解如何选择合适的包封材料和尺寸以优化灌注效率和成本。

封套可以被设置成完全封装工具和装置的所有其他组件，或者它可以附接到工具上，使得该封套封装上面可以设置干纤维组件的工具表面和装置的所有其他组件。

本发明的装置也包括由膜形成的贴片，该膜可渗透气体但不可渗透可固化基质材料。贴片意指与常规vap工艺中使用的全尺寸膜(如us6,843,953中公开的那些)相比，膜的尺寸相对较小。具体而言，在根据本发明的装置中使用的贴片应该显著小于在同一装置中使用的封套。优选地，形成贴片的膜的总面积应是封套的总面积的小于50％，更优选小于20％，并且最优选小于10％。

对膜的最小尺寸的唯一限制是它应该足够大以允许从使用它的装置中除去气体。在实践中，形成贴片的膜的总面积优选为封套面积的至少1％，例如至少5％。

在本发明的一些实施方案中，根据本发明的装置可以包括多于一个贴片，如2、3、4、5或更多个贴片；例如，如果存在多于一个出口。在这种情况下，贴片的总面积应对应于为单个贴片指定的面积，即形成多个贴片的膜的优选总面积应是封套总面积的小于50％，更优选小于20％，并且最优选小于10％；并且形成多个贴片的膜的组合面积不应小于封套面积的1％。

通过限制本发明的装置中的可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的膜的尺寸，可以降低装置的成本，同时仍然获得使用这种材料的优点。另外，可以简化使用本发明的装置(特别是制备)或铺设装置的过程，例如因为可以减少组件的数量和/或可以更容易地处理形成该装置的材料。

形成在本发明的装置中使用的贴片的膜可以包括任何可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的膜材料。合适的材料包括拉伸的ptfe膜，型材料，和可从trans-textilgmbh和composystgmbh获得的vap膜。

本发明的装置还包括用于设置干纤维组件的工具，并且这可以包括任何合适的部件或部件设置，如简单的支撑件，或用于在使用装置期间使干纤维组件成型的模具。该工具可以由任何合适的材料形成，包括软木、聚合物、橡胶、聚合物泡沫、木材或金属，或者可以是流体填充物体，如填充有空气或液体的气囊。该工具还可以包括附加组件，以用于在使用它的过程中使干纤维组件成型。

本发明的装置还包括入口，以用于将可固化基质材料引入由该封套形成的空间。入口可以是任何合适的设置，并且在使用中可以连接到可固化基质材料的来源。在单个装置中可以存在多个入口。

本发明的装置还包括出口，以用于从由该封套形成的空间中除去气体，使得该可固化基质材料可被吸入该空间以穿透设置在该工具上的干纤维组件。出口可以连接到真空源。可以使用任何合适的出口组件，但该出口还必须与由可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的膜形成的贴片相关联，使得可以从由封套形成的空间中经由出口除去气体但不除去可固化基质材料，并且出口与贴片之间的关联必须在至少150℃(优选至少180℃)的温度下是稳定的。在本发明的具体实施方案中，根据本发明的装置可以包括多个出口，但是每个出口必须与贴片相关联，如上所述，并且该关联必须在至少150℃(优选至少180℃)的温度下是稳定的。

相关联意指出口和贴片被设置成使得当对出口施加真空时，由封套形成的空间中存在的气体被拉向出口，但是必须穿过贴片以从空间中除去。这种设置意味着存在于空间中的可固化基质材料在连接到真空源时也经受通过出口提供的抽吸，但是不会从空间中经由出口除去该可固化基质材料，因为它不能穿过贴片。因为出口和贴片之间的关联在至少150℃(优选至少180℃)的温度下是稳定的，当根据本发明的装置经受这样的温度时，关联不会中断，使得可以在至少150℃(优选至少180℃)的温度下使用装置，此时关联不失效并且因此不可能从由封套形成的空间中经由出口除去可固化基质材料。

因为本发明的装置可以在至少150℃(优选至少180℃)的温度下使用，所以通过将可固化基质材料灌注到干纤维组件中而在装置中形成的纤维增强复合材料组件也可以在至少150℃(优选至少180℃)的温度下固化，而不从装置中除去，从而允许生产特别适用于航空航天应用的固化组件。

在本发明的第一优选实施方案中，该贴片处于位于由该封套形成的空间内的密封管的形式，并且该密封管的内部连接到穿过该贴片和该封套的真空管线，使得当对该真空管线施加真空时，将存在于该空间中的气体但不是可固化基质材料从该空间中拉入该密封管的内部并经由该真空管线从该装置中排出。

在第一优选实施方案的装置中，密封管(有时称为包裹物)可以基本上仅由贴片形成。可替代地，该密封管可部分地由该贴片形成，并且部分地由不可渗透气体和可固化基质材料的材料形成。在此实施方案中，不可渗透气体和可固化基质材料的材料可以是任何常规材料，如可用于形成根据本发明的装置的包封的任何材料；并且用于形成与贴片组合的密封管的材料可以与在特定装置中形成封套的材料相同或不同。在密封管部分地由贴片形成且部分地由不可渗透气体和可固化基质材料的材料形成的实施方案中，贴片优选地形成密封管的不超过50％。

在本发明的第一优选实施方案的装置中，密封管可任选地包括附加组件，如通气材料和真空端口连接器。

密封管可以以任何常规方式形成，例如首先由具有可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的膜的贴片(其可任选地与不可渗透气体和可固化基质材料的材料组合)形成管，将任何附加组件插入管中，并密封管的末端以形成可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的密封管。然而，用于形成密封管的密封件必须在至少150℃(优选至少180℃)的温度下是稳定的。在特别优选的实施方案中，密封管通过热密封形成，即优选地，用于形成密封管的每个密封件通过热密封形成。

热密封是用于连接材料(特别是热塑性材料)的常规程序，并且本领域技术人员将能够确定用于将可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的膜密封到其自身和其他材料的合适温度和压力。

根据本发明的此实施方案，连接到密封管内部的真空管线可以是降低封闭空间内的压力的任何常规手段。真空管线必须以密封的方式穿过形成密封管的贴片并穿过装置的封套，即，使得不会将泄漏引入密封管或封套。这可以以任何常规方式实现，例如通过将真空管线连接到含在密封管内的真空端口，以及通过在真空管穿过封套的点的周围形成密封。

在此实施方案中，多个密封管可以包括在单个装置中以提供多个出口点。

在本发明的第二优选实施方案中，将该贴片密封到该封套上以在由该封套形成的空间内形成第二空间，并且该第二空间的内部连接到穿过该封套的真空管线，使得当对该真空管线施加真空时，将存在于该空间中的气体但不是可固化基质材料从该空间中拉入该第二空间并经由该真空管线从该装置中排出。

在本发明的第二优选实施方案的装置中，将该贴片连接到外封套的内部，在由封套形成的第一空间内(即在第一空间与封套之间)形成第二空间。因此，第二空间由两个壁部分有效地形成，即，第一壁部分形成第一空间与第二空间之间的边界且由具有可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的膜的贴片形成，并且第二壁部分形成第二空间与装置周围环境之间的边界且由不可渗透气体和可固化基质材料的封套的一部分形成。

可以以任何常规方式将贴片密封到封套上，只要密封在至少150℃(优选至少180℃)的温度下稳定即可。适合地，贴片可以通过一条或多条粘合带密封到封套上，该粘合带可以在一侧或两侧为粘性，如涂有聚四氟乙烯(ptfe)的粘合带。

在本发明的第二优选实施方案的装置中，由贴片形成的第二空间可任选地包括附加组件，如通气材料和真空端口连接器。

根据本发明的此实施方案，连接到第二空间内部的真空管线可以是降低封闭空间内的压力的任何常规手段。在此实施方案中，真空管线不需要穿过形成第二空间的贴片，而是必须以密封的方式穿过装置的封套，即，使得不会将泄漏引入第二空间。这可以以任何常规方式实现，例如通过将真空管线连接到含在第二空间内的真空端口，以及通过在真空管穿过封套的点的周围形成密封。

在此实施方案中，可以在单个装置中将多个贴片密封到封套以提供多个出口。

在本发明的第三优选实施方案中，该工具包括附接到真空源的穿孔部分，并且该贴片密封到该工具上以完全覆盖该穿孔部分，以在由该封套形成的空间内形成第二空间，使得当对该穿孔部分施加真空时，将存在于该空间中的气体但不是可固化基质材料从该空间中拉入该第二空间并经由该穿孔部分从该装置中排出。

在本发明的第三优选实施方案的装置中，将该贴片连接到工具，以便在由封套形成的第一空间内(即在第一空间和工具的穿孔部分之间)形成第二空间。因此，第二空间由两个壁部分有效地形成，即，第一壁部分形成第一空间与第二空间之间的边界且由具有可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的膜的贴片形成，并且第二(穿孔)壁部分形成第二空间与真空源之间的可渗透边界且由工具的穿孔部分形成。

工具的穿孔部分可以具有任何合适的尺寸，以允许从第一空间中除去足够的气体。穿孔部分也可以包括任何尺寸、数量或组合的穿孔，其适合于允许从第一空间中除去足够的气体；例如，如果具有合适的尺寸，则仅通过工具的单个通道就足够了。

可以以任何常规方式将贴片密封到工具上，只要密封在至少150℃(优选至少180℃)的温度下稳定即可。适合地，贴片可以通过一条或多条粘合带密封到工具上，该粘合带可以在一侧或两侧为粘性，如涂有聚四氟乙烯(ptfe)的粘合带。

在本发明的第三优选实施方案的装置中，由贴片形成的第二空间可任选地包括附加组件，如通气材料。

根据本发明的此实施方案，附接到工具的穿孔部分并连接到第二空间内部的真空源可以是降低封闭空间内的压力的任何常规手段，例如真空管线。在此实施方案中，真空管线不需要穿过形成第二空间的贴片也不需要穿过装置的封套。

优选地，工具包括多个穿孔部分，各自具有相关联的贴片，以提供多个出口。

本发明的装置可任选地包括附加组件，以改善可固化基质材料输注和/或灌注组件的加工和处理。这些附加组件可包括流动网，其可位于例如干纤维组件和工具之间和/或干纤维组件和封套之间；微穿孔箔，其可以位于例如干纤维组件和工具或流动网(如果存在的话)之间；以及剥离层，其可以位于例如干纤维组件的一个或多个表面上。

本发明的方法包括将干纤维组件设置在根据本发明的装置的工具上，并且至少将包括干纤维组件的工具的表面封装在装置的封套中，以在干纤维组件上方形成空间并至少将上面设置干纤维组件的工具的表面与环境隔离。这个过程有时被称为铺设。一旦干纤维组件和装置的所有附加组件已经铺好，装置的入口就附接到可固化基质材料的来源，并且对装置的出口施加真空，使得从由封套形成的空间除去气体，并且可固化基质材料从来源被吸入该空间以接触干纤维组件。由于出口与由可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的膜形成的贴片之间的关联，从空间中经由出口除去气体，但不从空间中除去可固化基质材料。在铺设期间设置装置的入口(一个或多个)和出口(一个或多个)，使得当施加真空时，可固化基质材料穿透干纤维组件，优选地从而使得干纤维组件完全浸渍。

一旦干纤维组件被充分浸渍，本发明的方法优选还包括固化可固化基质材料的步骤；并且优选地，在不从本发明的装置中除去浸渍的纤维组件的情况下进行固化。

固化通常通过暴露于外部施加的温度和任选地升高的压力来进行。加热可以通过任何常规手段进行，例如在烘箱或高压釜中进行。

因为本发明的装置的贴片与出口之间的关联在至少150℃的温度下是稳定的，所以该温度可以用于固化，并且在其中本发明的装置的贴片与出口之间的关联在至少180℃的温度下稳定的优选实施方案中，固化可以在180℃或甚至更高的温度下进行，而不需要从装置中除去浸渍的纤维组件。

本发明的装置和方法适合于从干纤维组件生产纤维增强组件。干纤维组件优选基本上或完全由纤维材料(特别是纤维增强材料)形成，尽管也可包括附加组件，如纤维或非纤维纱和/或增韧剂材料。

“干”纤维组件是指该组件包含至少一层不含树脂的纤维。然而，也可以存在附加层，如预浸渍有可固化树脂的层、预浸料层和/或固化层压材料层。

干纤维组件可以包括织造、非卷曲或单向织物。干纤维组件可以通过手工铺设、自动纤维放置或通过自动化胶带铺设而设置在工具上。

干纤维组件可以处于平板的形式，或者可以成型以形成预制件。可以在将组件设置在工具上之前、设置在工具上期间、或者设置在工具上之后或其任何组合执行成型。

干纤维组件的纤维增强可选自包括合成或天然纤维或其组合的混杂或混合纤维体系。

纤维增强可以包括破裂的(即拉伸破裂的)或选择性不连续的纤维，或者连续纤维。纤维增强可以处于织造、非卷曲、非织造、单向或多轴纺织品结构的形式。织造形式可选自平纹、缎纹或斜纹编织样式。非卷曲和多轴形式可具有多个层片和纤维取向。这种样式和形式在复合材料增强领域中是熟知的，并且可从包括hexcelreinforcements(lesavenieres，法国)在内的许多公司商购。

增强纤维可选自以下任何可商购的高性能纤维，其可单独使用或组合使用：-芳族聚酰胺(aramid)(例如kevlar^tm)、玻璃、碳、陶瓷、大麻或聚烯烃。碳纤维是优选的材料，特别是每个纤维丝束3,000和24,000根长丝之间的标准或中间模量纤维。理想的增强形式是50至1,000gm^-2纤维面积重量的织造或非卷曲纺织品结构，但在某些情况下可以使用更高或更低面积重量的材料。典型的编织样式包括平纹、缎纹和斜纹编织。非卷曲或多轴增强可具有多个层片和纤维取向，如+45/-45；0/+45/-45；0/+45/-45/90；+60/-60；+30/-30；0/+60/-60；0/+30/-30；90/+60/-60；90/+30/-30；+60/-60/+30/-30等。此类样式在复合材料增强领域是熟知的，并且可以从包括hexcelreinforcements(lesavenieres，法国)在内的许多公司获得。优选地，增强纤维设置在单向织物中。纤维增强中纤维的表面质量通常为80至4,000g/m²，优选100至2,500g/m²，并且尤其优选150至2,000g/m²。每个丝束的碳丝数量可以从3,000至320,000变化，另外优选从6,000至160,000变化，并且最优选从12,000至48,000变化。对于玻璃纤维增强，600至2,400特克斯的纤维特别适合。

示例性的多层单向纤维丝束由可从hexcelcorporation获得的碳纤维制成。用于制造单向纤维丝束的合适的碳纤维包括：im7碳纤维，其可作为如下丝束获得，即含有6,000或12,000根长丝且重量分别为0.223g/m和0.446g/m；im8-im10碳纤维，其可作为如下丝束获得，即含有12,000根长丝且重量为0.446g/m至0.324g/m；以及as7碳纤维，其可作为如下丝束获得，即含有12,000根长丝且重量为0.800g/m，可以使用含有多达80,000或50,000(50k)根长丝的丝束。

在固化时，灌注的纤维组件变成复合材料部件，适用于结构应用，如例如在航空航天结构上。这种复合层压材料可以包括结构纤维，其水平为80％至15％(按体积)，优选58％至65％(按体积)。

在本发明的优选实施方案中，可固化基质材料包括热固性树脂，优选环氧树脂。很多种环氧树脂适合用在本发明的基质中。环氧树脂是每分子平均具有至少1.5个(通常至少2个)反应性1,2-环氧基的有机材料。这些环氧树脂每分子平均可具有至多6个，优选至多4个，最优选至多3个反应性1,2-环氧基。这些环氧树脂可以是单体的或聚合的、饱和的或不饱和的、脂族的、环脂族的、芳族的或杂环的，并且如果需要，还可以被除了环氧基之外的其他取代基(例如羟基、烷氧基或卤素原子)取代。

合适的例子包括来自多酚和表卤代醇、多元醇和表卤代醇、胺和表卤代醇、含硫化合物和表卤代醇、多元羧酸和表卤代醇、多异氰酸酯和2,3-环氧-1-丙醇(缩水甘油基)的反应以及来自含有不饱和双键的化合物的环氧化反应的环氧树脂。

优选的环氧树脂是多酚和表卤代醇、多元醇和表卤代醇或多元羧酸和表卤代醇的反应产物。多酚、多元醇、胺、含硫化合物、多元羧酸和/或多异氰酸酯的混合物也可与表卤代醇反应。可用于本文中的环氧树脂的说明性例子描述于h.lee和k.neville,thehandbookofepoxyresins,由mcgraw-hill在1967年出版,newyork,附录4-1h,第4-56页，将其通过引用并入本文。

对于双酚-a型环氧树脂，平均环氧当量重量有利地为约170至约3000，优选约170至约1500。平均环氧当量重量是树脂的平均分子量除以每分子的环氧基数。分子量是重均分子量。

用于本发明方法的优选热固性基质是环氧的或双马来酰亚胺(bmi)，合适的环氧树脂例子是rtm6或rtm120。典型的bmi基质是rtm651。vrm34可用于真空辅助树脂传递模塑(vartm)应用。所有以上材料均可从hexcelcompositessas(dagneux，法国)获得。

特别适用于预浸渍增强材料的环氧树脂的优选例子是平均环氧当量重量为约170至约200的那些。这种树脂可从thedowchemicalcompany作为d.e.r.330、d.e.r.331和d.e.r.332环氧树脂商购获得。进一步优选的例子是具有较高环氧当量重量的树脂，如d.e.r.667、d.e.r.669和d.e.r.732(所有这些都可从thedowchemicalcompany商购获得)，或者来自huntsman的aralditemy0500、my0150、my0600、my0610、my721。

可用于树脂基质的另一类聚合环氧树脂包括环氧酚醛树脂。优选在碱性催化剂(例如氢氧化钠或氢氧化钾)的存在下，可以通过使表卤代醇(如表氯醇)与醛(例如甲醛)和一元酚(例如苯酚本身)或多元酚的树脂缩合物进行反应得到环氧酚醛树脂。关于这些环氧酚醛树脂的性质和制备的进一步细节可以在lee,h.和neville,k.handbookofepoxyresins,mcgrawhillbookco.newyork,1967中获得。其他有用的环氧酚醛树脂包括可从thedowchemicalcompany分别作为d.e.n431、d.e.n.438和d.e.n.439树脂商购的那些。

在替代实施方案中，来自以下类别的任何树脂也可用作热固性树脂：苯并噁嗪树脂、乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂和脲树脂。

各种胺固化剂可用在可固化基质材料中。可以采用的胺固化剂主要是多官能的，优选二官能的至六官能的，并且特别是二官能至四官能伯胺。这种胺固化剂的例子包括但不限于异佛尔酮二胺(ipda)、乙二胺、二氨基二苯基砜、四乙基胺、2,4-二氨基甲苯(dat)二胺和双氰胺(dicy)。也可以使用两种或更多种胺固化剂的混合物。在极大过量的胺类与环氧树脂反应的情况下，改良硬化剂也是胺固化剂的良好候选物。适合用作反应性交联的热固性涂料的反应物的任何固化剂都适合用在可固化基质材料中。

可固化基质材料也可以包含加速剂。这种加速剂在本领域中是已知的。合适的加速剂是例如胺(优选乙二胺、二亚乙基三胺、双氰胺、三亚乙基四胺、氨基乙基哌嗪)、有机酸(例如二羧酸)、酚化合物、咪唑及其衍生物、脲基固化剂(例如，商品名为的那些)和硝酸钙。

浸渍干纤维组件所需的条件取决于许多因素，包括组件的性质和尺寸、可固化基质材料的组成和粘度、以及所需的浸渍程度。本领域技术人员将能够确定合适的条件，如温度、压力和灌注时间。

附图说明

现在将仅通过举例的方式并参考以下附图和实施例阐明本发明，其中：

图1是根据本发明第一实施方案的装置的示意图，该装置包括预制件；

图2是用在根据本发明第一实施方案的装置及其制备工艺中的包裹物的示意图；

图3是根据本发明第二实施方案的装置的示意图，该装置包括预制件；以及

图4是根据本发明第三实施方案的装置的示意图，该装置包括预制件。

图1显示了根据本发明第一优选实施方案的装置1。装置1包括用于支撑干纤维组件5的工具3，将该干纤维组件用可固化基质材料进行灌注。

干纤维组件5是预制件的形式，并且该装置包括附加的成型组件7，以在基质材料灌注期间进一步使预制件成型和/或保持预制件的原始形状。

装置1的外表面由不可渗透气体和可固化基质材料的真空箔或袋9形成。将真空箔9密封到工具3上以形成围绕干纤维组件5的空间11，并将干纤维组件5与周围环境隔离。工具3与真空箔9之间的密封件13足以防止气体或可固化基质材料穿过接合点，并且在正常使用时在装置将经受的所有温度下都是稳定的。

装置1还包括入口15，其穿过真空箔9并连接到可固化基质材料的来源(未示出)。

装置1还包括位于干纤维组件5与工具3、附加成型组件7与真空箔13之间的流动网17层。一层微穿孔箔(未示出)可任选地存在于干纤维组件5和与工具3相邻的流动网17层之间。在干纤维组件5的上表面和下表面上也存在剥离层21的层。

装置1还包括位于干纤维组件3上方并在装置1中形成出口27的包裹物25。包裹物25成型为具有可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的膜29的密封管。包裹物25封装通气材料31并且还可以封装一层流动网17。

如图2所示，装置1的包裹物25可以由单片可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的膜29形成，或者由一段可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的膜29以及一段不可渗透气体和可固化基质材料的材料33形成。这些材料最初通过密封件37形成中空管35，并且将通气材料31和真空端口39插入中空管35中。然后将中空管35的端部进一步密封37以形成完全密封的包裹物25。密封件37在至少180℃的温度下都是稳定的，并且可以例如通过在合适的温度下热成型来成型。

在使用中，存在于装置1中的包裹物25的真空端口39连接到真空管线(未示出)，该真空管线穿过真空箔9和包裹物25并密封到上面。从真空管线施加到真空端口39的真空导致从包裹物25中排出气体，并且因此将气体从空间11拉入包裹物25中(并且随后从包裹物25中排出)。从空间11中除去气体导致可固化基质材料被拉入空间11并且浸渍干纤维组件5。可固化基质材料通过真空箔9保持在空间11内并且不穿透包裹物25，使得不会通过真空管线损失可固化基质材料。

一旦干纤维组件5充分浸渍可固化基质材料，入口15和出口27可以关闭以防止可固化基质材料的进一步流动，并且在180℃或更高的温度下，可以在不从装置1中除去的情况下固化浸渍的纤维组件5。

图3显示了根据本发明第二优选实施方案的装置41。

图3中所示的装置41包括许多与图1中所示的装置1相同的组件(以相同的方式编号)。然而，在图3所示的装置41中没有包裹物25，并且出口27由一部分可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的膜29形成，该膜附接在真空箔9上以在第一空间11与真空箔9之间形成第二空间43。可渗透气体但不可渗透可固化基质材料膜29可以以合适的方式密封到真空箔9上以确保密封在180℃或更高的温度下是稳定的，例如通过涂有ptfe57的一条或多条高温粘合带。

第二空间43含有通气材料31和任选地流动网17以及真空端口(未显示)。

在使用中，装置41的第二空间43附接到真空源(未示出)，并且以与图1中所示的装置1的包裹物25相同的方式操作。因此，第二空间43的真空端口附接到真空管线(未示出)，该真空管线穿过真空箔9并密封到上面。从真空管线施加到真空端口的真空导致从第二空间43中排出气体，并且因此将气体从第一空间11拉入第二空间43中(并且随后从第二空间43中排出)。从第一空间11中除去气体导致可固化基质材料被拉入第一空间11并且浸渍干纤维组件5。可固化基质材料通过真空箔9保持在空间11内并且不穿透第二空间43，使得不会通过真空管线损失可固化基质材料。

一旦干纤维组件5充分浸渍可固化基质材料，入口15和出口27可以关闭以防止可固化基质材料的进一步流动，并且在180℃或更高的温度下，可以在不从装置1中除去的情况下固化浸渍的纤维组件5。

图4显示了根据本发明第三优选实施方案的装置51。

图4中所示的装置51包括许多与图1中所示的装置1相同的组件(以相同的方式编号)。然而，在图4所示的装置51中没有包裹物25，并且存在两个出口27，各自由工具3的穿孔部分55形成，并且各自覆盖着可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的膜29，以在第一空间11与工具3的穿孔部分55之间形成第二空间53。可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的膜29可各自以合适的方式密封到工具3的穿孔部分55上以确保密封在180℃或更高的温度下是稳定的，例如通过涂有ptfe57的一条或多条高温粘合带。

在此实施方案中，入口15位于工具3和干纤维组件5的上方。

在使用中，装置51的第二空间53各自附接到真空源(未示出)，并且以与图1中所示的装置1的包裹物25相同的方式操作。因此，工具3的穿孔部分55各自附接到真空管线(未示出)，并且从真空管线施加到真空端口的真空导致从第二空间53的每一个中排出气体，并且因此将气体从第一空间11拉入第二空间53中(并且随后从第二空间53中排出)。从第一空间11中除去气体导致可固化基质材料被拉入第一空间11并且浸渍干纤维组件5。可固化基质材料通过真空箔9保持在空间11内并且不穿透多个第二空间53，使得不会通过真空管线损失可固化基质材料。

一旦干纤维组件5充分浸渍可固化基质材料，入口15和多个出口27可以关闭以防止可固化基质材料的进一步流动，并且在180℃或更高的温度下，可以在不从装置1中除去的情况下固化浸渍的纤维组件5。

实施例

将材料(由hexcelreinforcements，lesavenieres提供)以多层沉积以形成干纤维组件，以用于根据本发明的装置中的灌注测试。是一种干胶带，包含单向碳纤维丝束，在丝束的两侧具有热塑性纱，以便在铺设过程中促进胶带的热粘合。

将干纤维组件成型并铺设在对应于图1、3和4中所示装置的装置中。在每个装置中，具有可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的膜的贴片由可从trans-textilgmbh商购的c2003a-层压vap膜形成。在第一种装置中，可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的膜通过在200℃的温度下热成型而形成包裹物。在第二种装置中，可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的膜通过涂有ptfe的单面粘合带附接到真空箔上。在第三种装置中，可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的膜通过涂有ptfe的单面粘合带附接到工具的穿孔部分。

然后将装配件用rtm6(可从hexcelcompositessas获得)灌注并根据推荐的rtm6固化计划表在180℃的温度下固化。在每种情况下，部件被完全灌注，最终纤维体积含量为大约60％，并且在可渗透气体但不可渗透可固化基质材料的膜中或在它附接的组件之间没有发现泄漏。