專(zhuān)利名稱(chēng)：通過(guò)注入樹(shù)脂來(lái)生產(chǎn)層壓物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)層壓物的方法，包括在模具部件與真空箔之 間形成負(fù)壓。樹(shù)脂從位于真空箔下方的一個(gè)或多個(gè)可壓縮入口通道中 供應(yīng)到模具內(nèi)的層壓層。
背景技術(shù)：
用于生產(chǎn)層壓物的一種方法為所謂的VARTM技術(shù)(真空輔助樹(shù)
脂傳遞模制法)，其中負(fù)壓被用于使層壓物的各層浸漬樹(shù)脂。這些層被
擱置在開(kāi)放式的單面模具部件中，在模具部件的上面分布有多個(gè)入口
通道，樹(shù)脂從這些通道中注入或引入。用真空箔覆蓋整個(gè)結(jié)構(gòu)，然后 在箔與模具部件之間的模具空腔中施加真空。在層壓物完全或部分固
化之后，還要將箔和可選擇的入口通道移除，然后能夠?qū)訅何飶哪?具中退出。具有分布遍及層壓表面的較大部分的入口通道的系統(tǒng)使得 能夠控制樹(shù)脂的供應(yīng)，從而能夠最佳地分配和注入樹(shù)脂，確保層壓物 得到最好且盡可能最快的浸漬。
然而，具有入口通道的這種系統(tǒng)的重要缺陷在于在注入工序之 后，還有數(shù)量相對(duì)較大的樹(shù)脂殘留在通道中。 一種選擇是允許入口通 道留在成品層壓物中并成為其一部分；然而，這種包含有樹(shù)脂的層不 會(huì)對(duì)層壓物的結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生積極的貢獻(xiàn)，因此不必要地增加了層壓物 的重量。作為一種選擇，入口通道可以隨真空箔一起被移除。于是， 通道內(nèi)的樹(shù)脂被浪費(fèi)掉了，而這部分樹(shù)脂的數(shù)量可能會(huì)相當(dāng)大。在將 入口通道撕掉的同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，因?yàn)闃?shù)脂部分可能會(huì)以毛刺的形 狀殘留在層壓物上，這些毛刺隨后要被移除掉。
在涉及一種具有可移動(dòng)部分的入口輪廓的文獻(xiàn)WO 2004/000536 中描述了一種用于清空樹(shù)脂入口通道以避免產(chǎn)生浪費(fèi)的方法。輪廓的外部本身被固定且在復(fù)合構(gòu)件的制造過(guò)程中不變，然而內(nèi)部由兩個(gè)獨(dú)
立通道構(gòu)成，兩個(gè)通道之間具有柔性壁部分。樹(shù)脂在一個(gè)具有向下通 向下方纖維層的孔的通道中行進(jìn)，且可以通過(guò)將真空抽入上部通道中 使可移動(dòng)壁發(fā)生移動(dòng)來(lái)關(guān)閉和打開(kāi)這個(gè)通道。因此能夠?qū)⑷肟谕ǖ乐?的樹(shù)脂完全清空，另外確保能夠與來(lái)自外部的真空箔壓力無(wú)關(guān)地打開(kāi) 和關(guān)閉樹(shù)脂通道。然而，這種入口輪廓具有復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)，它們的 生產(chǎn)成本也因可移動(dòng)部件而增加。另外，這種方法要求在一個(gè)通道內(nèi) 保持真空以維持注入，這使得整個(gè)工藝變得復(fù)雜且增加了工藝成本。
DE 10105976使用了彈性入口通道，在注入結(jié)束之后，這種入口 通道會(huì)在模具空腔內(nèi)的負(fù)壓和彈性極好的真空箔的作用下坍塌。因此， 避免了注入之后樹(shù)脂被浪費(fèi)在入口通道中的問(wèn)題。然而，實(shí)際上發(fā)現(xiàn) 使用可壓縮入口袋(inlet bag)來(lái)通過(guò)注入樹(shù)脂的方式啟動(dòng)這項(xiàng)工藝 是極其困難的，因?yàn)檎婵詹膲毫κ沟秒y以打開(kāi)入口通道。此外，具 有足夠彈性的真空箔在市場(chǎng)上并不是普遍有售的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種將樹(shù)脂注入層壓物中的方法，從而 避免上述的浪費(fèi)樹(shù)脂的問(wèn)題。其他的目的將在正文的其他部分中看出。
因此，本發(fā)明涉及一種層壓物的制造方法，包括在模具部件與真 空箔之間形成負(fù)壓，和從位于真空箔下方的一個(gè)或多個(gè)可壓縮的入口 通道中將樹(shù)脂供應(yīng)給放置在模具內(nèi)的層壓物的多個(gè)層，其中該方法的 一個(gè)步驟包括在入口通道上方的真空箔上形成多余長(zhǎng)度。從而具有 這樣的優(yōu)點(diǎn)，即確保入口通道能夠在供應(yīng)樹(shù)脂的過(guò)程中、與真空箔 彈性變形能力無(wú)關(guān)地膨脹至所要求的程度。因此，不必使用有彈性的 真空箔來(lái)促使樹(shù)脂注入有效進(jìn)行下去。此外，該方法使得能夠快速啟 動(dòng)樹(shù)脂注入過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)了一方面能夠更快地實(shí)施注入過(guò)程、另一
方面能夠更好地控制和檢查浸漬層壓物所有面積的工藝。使用可壓縮 入口通道還意味著樹(shù)脂浪費(fèi)得到最小化，因?yàn)樵谧⑷胫螅鼈儗⒃?br> 真空箔的壓力作用下被清空?？紤]到通道中的樹(shù)脂被清空這一事實(shí)，關(guān)于殘留在成品層壓物上的樹(shù)脂毛刺的問(wèn)題得到了緩解。因此減少了 對(duì)后續(xù)處理的需求，這意味著制造時(shí)間的極大減少和生產(chǎn)成本的降低。 此外，該方法能夠通過(guò)由例如造價(jià)低廉的塑料箔這樣的彈性材料制成 的筒單的入口袋來(lái)實(shí)施。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在固定的模具部件與真空箔之間形成 負(fù)壓之前，通過(guò)使入口通道發(fā)生膨脹來(lái)形成在入口通道上方的多余長(zhǎng) 度。其優(yōu)點(diǎn)在于這是一個(gè)能夠在不增加成本投資的情況下利用現(xiàn)有的 生產(chǎn)設(shè)備來(lái)實(shí)施的簡(jiǎn)單、容易的過(guò)程。
根據(jù)本發(fā)明的方法還涉及在形成負(fù)壓之前，通過(guò)使沿著入口通 道布置的另一通道發(fā)生膨脹來(lái)形成入口通道上方的多余長(zhǎng)度。因此能 夠使用兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)， 一方面用于使一個(gè)通道發(fā)生膨脹，另一方面 用于供應(yīng)樹(shù)脂，樹(shù)脂供應(yīng)可以得到分別和獨(dú)立地控制。
此外，本發(fā)明涉及如上所述的層壓物制造方法，該方法還包括 通過(guò)擠壓入口通道將至少一個(gè)樹(shù)脂入口通道完全或部分清空。可以通 過(guò)負(fù)壓的作用和/或使沿著入口通道布置的另一個(gè)通道發(fā)生膨脹而使 真空箔擠壓入口通道來(lái)達(dá)到這個(gè)目的。如先前描述的那樣，其優(yōu)點(diǎn)在 于使樹(shù)脂的浪費(fèi)和由層壓物上的樹(shù)脂毛刺引起的風(fēng)險(xiǎn)最小化。


在下文中，將參考附圖來(lái)描述本發(fā)明，其中
圖1示出了利用VARTM工藝來(lái)制造層壓物的方法；
圖2是模制之前放置在層壓物上的真空箔和入口通道的剖面圖3-4示出了施加真空之前和施加真空期間發(fā)生膨脹的入口通
道；
圖5示出了在開(kāi)始注入樹(shù)脂之前，具有多余長(zhǎng)度的真空布； 圖6示出了樹(shù)脂注入期間的同一剖面； 圖7示出了入口通道的另一個(gè)實(shí)施例；
圖8示出了真空箔下面的、沿著入口通道布置的空氣通道；以及 圖9示出了增加了真空箔的可壓縮性的真空箔的另一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了利用所謂的VARTM工藝(真空輔助樹(shù)脂傳遞模制法) 來(lái)生產(chǎn)層壓物101的方法，VARTM工藝是一種被廣泛使用的方法， 通過(guò)這種方法，層壓物中的多個(gè)層102借助于真空被樹(shù)脂所浸漬。多 個(gè)層102被設(shè)置在單面模具部件103中。在這些層的上方設(shè)有入口通 道104,樹(shù)脂從這些通道中分配并向下注入或引入層102中并穿過(guò)層 102出去。入口通道104分布在這些層的上方，因此樹(shù)脂分布能夠盡 可能地均勻和一致，從而避免出現(xiàn)其中層未受到浸漬的氣泡(pocket )。 這些層被真空布或箔105所覆蓋，可以通過(guò)各種方式將真空布或箔固 定在模具邊緣(未示出)，從而使真空箔與模具部件之間的模具空腔得 到密封。在開(kāi)始注入之前，要在模具空腔內(nèi)施加真空。這可以以各種 方式例如從模具的邊緣或通過(guò)模具部件103中的孔從這些層的底側(cè)抽 氣來(lái)完成。然后，樹(shù)脂離開(kāi)多個(gè)孔107從入口通道中分配出去，在所 施加的真空的作用下專(zhuān)門(mén)通過(guò)浸入的方式、或者在供應(yīng)樹(shù)脂被加壓的 情況下通過(guò)注入的方式浸漬層102。如果在層壓物固化之后要移除入 口通道104以避免不必要地增加層壓物的重量，可以在層壓物各層的 正上方設(shè)置粘性較差的可撕去層。如前所述，在生產(chǎn)結(jié)束時(shí)，會(huì)有相 當(dāng)多的樹(shù)脂殘留在入口通道中，這些樹(shù)脂都被浪費(fèi)了，且樹(shù)脂毛刺還 會(huì)殘留在層壓物表面上，而這些毛刺將要通過(guò)手工來(lái)移除。通過(guò)用彈 性材料制造入口通道，在停止供應(yīng)樹(shù)脂時(shí)來(lái)自真空布的壓力會(huì)擠壓這 些通道，從而可避免浪費(fèi)樹(shù)脂。然而，由于真空空腔內(nèi)的負(fù)壓，通道 在開(kāi)始供應(yīng)樹(shù)脂之前就會(huì)受到擠壓，因此，如果并非不可能，可能難 以使樹(shù)脂在入口通道中開(kāi)始流動(dòng)。
借助于圖2-6，更詳細(xì)地描述了根據(jù)本發(fā)明的用于提高樹(shù)脂注入 效率的方法。這些圖是圖1中的標(biāo)記區(qū)域110在制造過(guò)程中的不同時(shí) 間點(diǎn)上的放大橫截面圖。在層壓物的層102的上方設(shè)置有可撕去層 106、入口通道104以及頂部的真空箔105。
圖2示出了用于制造的各種元件被鋪設(shè)之后、負(fù)壓形成于模具空 腔內(nèi)之前的場(chǎng)景。彈性管或袋被用作入口通道104,其可被擠壓成近似扁平狀。此時(shí)，入口通道104具有近似圓形的截面，且在真空箔105 的重量的作用下稍微被壓扁。
入口通道104還可以被配置成具有其它截面，在圖7中示出了其 另一種可能實(shí)施例。例如，入口通道可以由軟塑料材料、橡膠或塑料 箔制成，因此可以以較低的生產(chǎn)成本4皮制造。在通道104與層壓層102 之間的底面上設(shè)有許多孔107，樹(shù)脂可以通過(guò)這些孔向下流動(dòng)并流出 進(jìn)入各層中?？?07的尺寸，它們的位置和分布可以隨著入口通道的 膨脹而發(fā)生變化，以實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂的最佳分布。
在圖3中，入口通道104如箭頭301所示那樣膨脹，因此，真空 箔105在通道周?chē)鄳?yīng)地被抬起，從而適應(yīng)膨脹的模具。然后，在圖 4中，負(fù)壓401形成于模具部件與箔105之間，真空箔于是被拉緊。 這時(shí)候，在將空氣從入口袋中排出去時(shí)，在通道104正上方的真空箔 105上形成多余的長(zhǎng)度501，因?yàn)樵谶@個(gè)地方的真空箔要比表面的其他 部分多一些。這在圖5中得以示出。在負(fù)壓的作用下，入口通道104 受到位于頂部的、為褶皺或折疊502形式的真空箔105擠壓。
如圖6所示，在真空箔105上形成的多余長(zhǎng)度501使得入口通道 104具有足夠的膨脹空間，這意味著樹(shù)脂601能夠進(jìn)入通道104,并且 輕易地、暢通無(wú)阻地流過(guò)通道104。通過(guò)所述方法，樹(shù)脂注入的啟動(dòng) 因此更加容易，從而能夠更快速、更好地實(shí)施樹(shù)脂的注入，并能夠?qū)?樹(shù)脂的注入進(jìn)行控制和檢查。在樹(shù)脂供應(yīng)已經(jīng)結(jié)束時(shí)，如先前在圖5 中所描述的那樣，真空箔105將再次被向下拉向?qū)訅何?01，并因此 擠壓入口通道104，從而將通道中的樹(shù)脂完全清空。利用真空布上的 多余長(zhǎng)度501的所述方法因此還解決了有關(guān)入口通道中的過(guò)剩樹(shù)脂 (這些樹(shù)脂否則會(huì)被浪費(fèi)掉)的問(wèn)題。因此，該方法允許這樣一種選 擇，即可以重復(fù)使用入口通道，這要取決于它們由何種材料制成。例 如在涉及由硅橡膠制成的通道的情況下就可能存在這種選擇。或者， 入口通道可以由廉價(jià)材料制成，在使用之后將樹(shù)脂清空、然后將其丟 棄。另外，該方法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠用于現(xiàn)有的層壓物生產(chǎn)系統(tǒng)和裝 置，同時(shí)僅需要對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)和工廠進(jìn)行較小的改動(dòng)，即，要連接諸如壓縮機(jī)這樣的一些設(shè)備以用于將空氣或氣體吹入入口通道，同時(shí)在模 具空腔內(nèi)形成負(fù)壓。此外，該方法是有效率的，而與真空箔的彈性變 形能力無(wú)關(guān)。即使在使用略有彈性的箔的情況下，提供在入口通道上 方的多余長(zhǎng)度也能確保毫無(wú)困難地使這些入口通道填滿(mǎn)樹(shù)脂。
圖7描述了入口通道104的一個(gè)替換實(shí)施例，其中通道104的橫 截面使得它能夠被完全壓縮，且因此根據(jù)材料的選擇，可更好地被清 空。該入口通道凈皮配置成以銳角702結(jié)合在一起的兩個(gè)弧形結(jié)構(gòu)701。
在另一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)沿著樹(shù)脂入口通道104布置的另一 個(gè)通道801的膨脹來(lái)提供真空箔105的多余長(zhǎng)度501。除此之外，該 方法與上述方法一致。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于可以使用兩個(gè)獨(dú)立的系 統(tǒng)和與樹(shù)脂供應(yīng)無(wú)關(guān)地控制膨脹，因而不必在同一管狀系統(tǒng)上從空氣 供應(yīng)切換到樹(shù)脂供應(yīng)。在該附圖中，兩個(gè)獨(dú)立的管道104、 801被示出 具有同樣的截面，但這不是必須的，同樣地，它們還可以被放置成彼 此完全或部分地鄰接，且不必被放置在彼此的頂部。還可以選擇這兩 個(gè)通道104、 801是相互連接的、或構(gòu)成帶有兩個(gè)空腔的一個(gè)總通道。
最后，圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的真空箔105如何被 配置成具有彎曲或扭結(jié)901，其中這些彎曲或彎結(jié)901以一定的數(shù)量 被配置在箔105中，具體地被配置在入口通道104將要延伸的區(qū)域中。 因此，真空箔105將優(yōu)選地在預(yù)先變形的彎曲901處折疊，因此與箔 的多余長(zhǎng)度處于皺折狀態(tài)的情況相比，在具有多余長(zhǎng)度501的那部分 上真空箔能被拉至更靠近層壓層102。在圖9中，用虛線902畫(huà)出了 抽氣期間且入口通道未膨脹時(shí)的真空箔。因此，入口通道可以被進(jìn)一 步壓縮。
將理解，在本說(shuō)明書(shū)和附圖中所描述的本發(fā)明可以被改進(jìn)或改變， 同時(shí)繼續(xù)被下列權(quán)利要求所給定的保護(hù)范圍所包括。
權(quán)利要求
1. 一種制造層壓物的方法，其包括在模具部件與真空箔之間形成負(fù)壓，以及從位于真空箔下方的一個(gè)或多個(gè)可壓縮的入口通道中將樹(shù)脂供應(yīng)給位于模具中的層壓層，其特征在于在入口通道上方的真空箔上形成多余長(zhǎng)度。
2. 如權(quán)利要求l所述的制造層壓物的方法，其特征在于在模具 部件與真空箔之間形成負(fù)壓之前，通過(guò)使入口通道膨脹來(lái)形成入口通道上方的多余長(zhǎng)度。
3. 如權(quán)利要求1-2中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的制造層壓物的方法，其 特征在于在模具部件與真空箔之間形成負(fù)壓之前，通過(guò)使沿著入口 通道布置的另 一個(gè)通道膨脹來(lái)形成入口通道上方的多余長(zhǎng)度。
4. 如權(quán)利要求1-3中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的制造層壓物的方法，其 特征在于，還包括通過(guò)擠壓入口通道來(lái)完全或部分地清空至少一個(gè) 入口通道中的樹(shù)脂。
5. 如權(quán)利要求4所述的制造層壓物的方法，其特征在于通過(guò)允 許真空箔由于負(fù)壓而壓縮入口通道來(lái)完全或部分地清空至少一個(gè)入口 通道中的樹(shù)脂。
6. 如權(quán)利要求4-5中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的制造層壓物的方法，其 特征在于通過(guò)使沿著入口通道布置的另一個(gè)通道膨脹來(lái)完全或部分 地清空至少一個(gè)入口通道中的樹(shù)脂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種層壓物的制造方法，包括在模具部件(103)與真空箔(105)之間形成負(fù)壓。樹(shù)脂從位于真空箔下方的一個(gè)或多個(gè)可壓縮入口通道(104)中供應(yīng)到模具中的層壓層上。本發(fā)明提供的新穎的方面涉及在入口通道上方的真空箔上形成多余長(zhǎng)度，從而能夠與真空箔的彈性無(wú)關(guān)地、根據(jù)需要輕易地填充或清空入口通道。其實(shí)現(xiàn)的原因在于在固定的模具部件與真空箔之間形成負(fù)壓之前，通過(guò)膨脹的入口通道、或通過(guò)使沿著入口通道布置的另一個(gè)通道膨脹來(lái)在入口通道上方形成真空箔的多余長(zhǎng)度。
文檔編號(hào)B29C70/54GK101300125SQ200680041374
公開(kāi)日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2006年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月14日
發(fā)明者L·T·利萊海登 申請(qǐng)人:Lm玻璃纖維有限公司