專利名稱：用于制造纖維強(qiáng)化的擠壓型材的方法以及纖維強(qiáng)化的擠壓型材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造纖維強(qiáng)化的擠壓型材的方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中已知的是，借助鋼筋或者板筋來強(qiáng)化塑料擠壓型材。雖然這引起型材的機(jī)械負(fù)荷能力的所期望的提高，但也具有缺點。這里列舉為相對高的制造成本、由金屬加襯決定的明顯更高的重量和有缺陷的可焊接性。此外，這些連接型材表現(xiàn)出經(jīng)常為非期望的熱特性并且易于腐蝕。此外已知的是，借助純單向定向的、并排而置的強(qiáng)化纖維來加固塑料型材。相對于鋼筋，該方法的出色之處在于由此制成的型材的更低的重量。然而在此，性能即機(jī)械負(fù)荷能力也比鋼筋情況下明顯更低。此外，在這種方法中應(yīng)用拉擠，這相對于傳統(tǒng)的擠壓具有工藝流程方面的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于以下目的，即說明一種用于制造擠壓型材的方法，該方法的出色之處在于，在低重量的同時具有很高的機(jī)械負(fù)荷能力。根據(jù)本發(fā)明，該目的通過一種用于制造纖維強(qiáng)化的擠壓型材的方法實現(xiàn)，其中，首先預(yù)熱由其中集成有強(qiáng)化纖維的塑料基質(zhì)構(gòu)成的至少一個帶形的纖維-基質(zhì)半成品，并且然后將該纖維-基質(zhì)半成品擠入到基礎(chǔ)塑料基質(zhì)中。通過應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的纖維-基質(zhì)半成品，相對于僅由并排而置的強(qiáng)化纖維形成的加固明顯地提升了機(jī)械性能。相對于鋼筋，根據(jù)本發(fā)明的方法的出色之處在于由此制成的擠壓型材的明顯更低的重量。適宜的是，基礎(chǔ)塑料基質(zhì)為非強(qiáng)化的材料。在此，作為材料可優(yōu)選應(yīng)用聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者聚苯硫醚(PPS) 以及上述材料的混合物。但同樣在本發(fā)明的范圍中的是，對于基礎(chǔ)塑料基質(zhì)本身已應(yīng)用借助纖維(例如玻璃纖維和/或碳纖維和/或芳綸纖維)強(qiáng)化的材料，其中，在此剛剛提到的材料自然也可用于提供基質(zhì)。作為強(qiáng)化纖維優(yōu)選使用玻璃纖維、碳纖維或者芳綸纖維，其中，所述纖維材料中的兩種的或者全部三種纖維材料的混合物在本發(fā)明的范圍中。首先將這些強(qiáng)化纖維浸入到塑料基質(zhì)中，并且在基質(zhì)凝固之后與該基質(zhì)一起構(gòu)成纖維-基質(zhì)半成品。借助根據(jù)本發(fā)明的方法制成的擠壓型材的優(yōu)選應(yīng)用領(lǐng)域是汽車制造(載客汽車制造和/或載重汽車制造)、 冷卻設(shè)備制造(尤其是冷卻設(shè)備機(jī)架)、空調(diào)制造、一般建筑領(lǐng)域尤其是窗戶型材和支柱型材、飛機(jī)制造以及船舶制造。但這些型材顯然也可應(yīng)用在通常的機(jī)器構(gòu)造和裝置構(gòu)造中。適宜的是，擠壓型材的表面僅由基礎(chǔ)塑料基質(zhì)構(gòu)成。優(yōu)選的是，在擠壓過程之前使纖維-基質(zhì)半成品變形，尤其是彎折或者彎曲。尤其也可多次彎折。這允許將纖維強(qiáng)化部的幾何形狀柔性地匹配于擠壓型材的橫截面。此外，在本發(fā)明的范圍中，將多個纖維-基質(zhì)半成品擠入到基礎(chǔ)塑料基質(zhì)中。PP、PA、PBT、PET或者PPS或者這些材料的混合物尤其適合作為塑料基質(zhì)的材料，在所述塑料基質(zhì)中集成有強(qiáng)化纖維。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，將熱塑性半成品尤其有機(jī)板用作為纖維-基質(zhì)半成品。所述半成品可具有連續(xù)纖維，連續(xù)纖維例如單向定向地構(gòu)造，但或者也例如構(gòu)造為織物。作為替選也可考慮應(yīng)用熱固性的預(yù)浸料。強(qiáng)化纖維能夠全部沿幅面方向定向。然而替選于此也可行的是，呈格柵形地設(shè)置纖維-基質(zhì)半成品的強(qiáng)化纖維。優(yōu)選的是，格柵形狀構(gòu)造成使得強(qiáng)化纖維相互成直角地延伸。在這種情況下，強(qiáng)化纖維例如可以平行或者垂直于幅面方向定向，或者替代地也能以相對于幅面方向大約成45°的角度定向。擠壓型材本身可構(gòu)造為封閉的或者敞開的空心型材。同樣在本發(fā)明的范圍中的是，除了纖維-基質(zhì)半成品之外，借助根據(jù)本發(fā)明的方法制成的擠壓型材額外地包含例如呈擠入的金屬板的形式的金屬加固部。同樣在本發(fā)明的范圍中的是，多個纖維-基質(zhì)半成品以相互層疊的形式擠入到基礎(chǔ)塑料基質(zhì)中。此外也可考慮的是，在強(qiáng)化纖維的上述格柵形的定向的情況下，強(qiáng)化纖維的多個格柵層相互層疊并且然后共同集成到塑料基質(zhì)中，以用于構(gòu)成纖維-基質(zhì)半成品。在該多層的結(jié)構(gòu)中，一方面上述的平行于或者垂直于幅面方向定向的格柵和另一方面相對于幅面方向成大約45°的角度定向的格柵尤其可以相互層疊，例如交互地，從而使得多個不同的柵層彼此組合。此外，本發(fā)明的主題是根據(jù)權(quán)利要求10的纖維強(qiáng)化的連續(xù)型材。


下面，根據(jù)僅示出一個實施例的附圖詳細(xì)地解釋本發(fā)明。附圖示意地示出圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造纖維強(qiáng)化的擠壓型材的方法；圖2示出關(guān)于借助根據(jù)圖1的方法制成的擠壓型材的強(qiáng)化纖維的定向的不同實施方式；以及圖3a至3f以橫截面圖示出借助根據(jù)本發(fā)明的方法制成的不同擠壓型材；圖4示出圖1中的剖面A-A。
具體實施例方式圖1示出用于制造纖維強(qiáng)化的擠壓型材1的方法。首先從卷筒10抽出兩個幅面形的纖維-基質(zhì)半成品2并且借助熱輻射器3預(yù)熱。這些纖維-基質(zhì)半成品2具有由玻璃纖維和/或碳纖維和/或芳綸纖維制成的強(qiáng)化纖維4 (參見圖4)，其中，強(qiáng)化纖維4被集成到塑料基質(zhì)5中。在預(yù)熱之后，這些纖維-基質(zhì)半成品2被擠入到非強(qiáng)化的(或者替代地也纖維強(qiáng)化的)基礎(chǔ)塑料基質(zhì)6中。將基礎(chǔ)塑料基質(zhì)6的材料，例如PVC、PA、PP、PBT、PET、 PPS或者所述材料的混合輸送至擠壓機(jī)7，使得在擠壓機(jī)7的出ロ處得到期望的纖維強(qiáng)化的擠壓型材1。如由圖3a至3f可獲知的，擠壓型材1的表面僅由基礎(chǔ)塑料基質(zhì)6構(gòu)成。在根據(jù)圖北、3d和3e的實施方式中，纖維-基質(zhì)半成品2在擠壓エ藝之前被彎折，在根據(jù)圖3d 和加的實施例中分別彎折兩次。替代于此的是，例如在制造管時也可考慮在擠壓過程之前
4進(jìn)行纖維-基質(zhì)半成品的彎曲。在實施例中，使用有機(jī)板作為纖維-基質(zhì)半成品2。圖2示意地示出集成到塑料基質(zhì)5中的強(qiáng)化纖維4相對于纖維-基質(zhì)半成品2的幅面方向X(參見圖I)的不同定向。在圖2的左邊的示圖中，強(qiáng)化纖維4全部沿幅面方向 X定向。在中間和右邊的示圖中，強(qiáng)化纖維4呈格柵形地設(shè)置。在中間的示圖中強(qiáng)化纖維4 平行于或者垂直于幅面方向X地定向，而在右邊的示圖中強(qiáng)化纖維4以相對于幅面方向X 成45°的角度α定向。尤其在本發(fā)明的范圍中的是，通過例如將不同定向的格柵層8相互層疊地并且一起集成到塑料基質(zhì)5中，將根據(jù)圖2的中間和右邊的示圖的格柵式布置相互組合。相應(yīng)地，將不同定向的格柵層8彼此組合，并從而提高由此制成的纖維-基質(zhì)半成品 2的整體剛度。在圖3a、3b和3e中，擠壓型材I構(gòu)造為封閉的空心型材。但替選于此也可考慮的是，借助根據(jù)本發(fā)明的方法產(chǎn)生敞開的空心型材(圖3d)。在上述的實施例中，擠壓型材I 的橫截面是矩形的，尤其是正方形的。相對地，圖3c和3f示出雙T型材，其中，簡單的T型材自然也在本發(fā)明的范圍中。此外，其他橫截面型材顯然也可借助根據(jù)本發(fā)明的方法制成。 在圖3f中示出的型材I中，除了纖維-基質(zhì)半成品2之外，額外地將金屬板9擠入到基礎(chǔ)塑料基質(zhì)6中。圖4示出帶形的纖維-基質(zhì)半成品2的橫截面?？煽闯龅氖?，強(qiáng)化纖維4被集成到塑料基質(zhì)5中并且與塑料基質(zhì)5 —起構(gòu)成纖維-基質(zhì)半成品2。為了制造纖維-基質(zhì)半成品2，首先將強(qiáng)化纖維4浸入到塑料基質(zhì)5中浸濕。然后進(jìn)行基質(zhì)5的凝固，由此產(chǎn)生完成的纖維-基質(zhì)半成品2。然后，將該纖維-基質(zhì)半成品在擠壓過程期間擠入到基礎(chǔ)塑料基質(zhì)6中。
權(quán)利要求
1.一種用于制造纖維強(qiáng)化的擠壓型材的方法，其中，首先預(yù)熱至少ー個帶形的、由集成有強(qiáng)化纖維的塑料基質(zhì)構(gòu)成的纖維-基質(zhì)半成品，并且然后將所述纖維-基質(zhì)半成品擠入到基礎(chǔ)塑料基質(zhì)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，所述擠壓型材的表面僅由所述基礎(chǔ)塑料基質(zhì)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在干，在擠壓過程之前使所述纖維-基質(zhì)半成品變形，尤其彎折或者彎曲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，將多個纖維-基質(zhì)半成品擠入到所述基礎(chǔ)塑料基質(zhì)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在干，使用構(gòu)造為有機(jī)板的纖維-基質(zhì)^成 ロロ。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其特征在干，所述纖維-基質(zhì)半成品的所述強(qiáng)化纖維全部沿帶方向定向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在干，所述纖維-基質(zhì)半成品的所述強(qiáng)化纖維呈格柵形地設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在干，所述強(qiáng)化纖維平行于或者垂直于帶方向地定向，或者以相對于幅面方向成大約45°的角度定向。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的方法，其特征在干，所述擠壓型材構(gòu)造為封閉的或者敞開的空心型材。
10.一種纖維強(qiáng)化的連續(xù)型材(1)，具有至少ー個帶形的、由集成有強(qiáng)化纖維的塑料基質(zhì)( 構(gòu)成的纖維-基質(zhì)半成品O)，其中，所述纖維-基質(zhì)半成品( 被擠入到基礎(chǔ)塑料基質(zhì)(6)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造纖維強(qiáng)化的擠壓型材(1)的方法，其中，首先預(yù)熱(3)至少一個帶形的、由集成有強(qiáng)化纖維的塑料基質(zhì)構(gòu)成的纖維-基質(zhì)半成品(2)，并且然后將所述纖維-基質(zhì)半成品擠入(7)到基礎(chǔ)塑料基質(zhì)(6)中。
文檔編號B29C70/52GK102596535SQ201080049237
公開日2012年7月18日 申請日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月28日
發(fā)明者拉爾夫·桑德, 艾哈邁德·阿爾-舍亞布 申請人:雷奧兩合股份公司