型織物18 (即，加強(qiáng)層12 和夾層14)保持在一起。每根線24(例如，每個(gè)縫合）可在交替的方向上延伸通過薄氈穩(wěn) 定型織物18的加強(qiáng)層12和夾層14中的每個(gè)層。由此，加強(qiáng)層12和夾層14都可經(jīng)由縫合 進(jìn)行連接，加強(qiáng)層12和夾層14均未被熔融結(jié)合或以其它方式結(jié)合到一起。在這方面，夾層 16在一些情況下可提供很少的或不提供用于結(jié)合或粘附至加強(qiáng)層12的粘性或粘著性。而 是，縫合可在加強(qiáng)層12和夾層14之間提供任何必要的連接，和/或機(jī)械緊固件可提供對(duì)加 強(qiáng)層12和夾層16的臨時(shí)或永久的連接。從而，在未使用"增粘劑"（即，用于使加強(qiáng)層12 和夾層14結(jié)合的材料）的情況下可形成復(fù)合材料10。即，在堆疊期間并在注入基質(zhì)材料 16期間，縫合可將加強(qiáng)層12和夾層14相連接。加強(qiáng)層12和夾層14之間增粘劑的缺乏可 增加復(fù)合材料10內(nèi)的基質(zhì)材料16的滲透性，并借此方便基質(zhì)材料向加強(qiáng)層12和夾層14 的注入。
[0048] 參照?qǐng)D8,在所公開系統(tǒng)（總體指定為100)的一個(gè)實(shí)施方式中，加強(qiáng)層12可經(jīng)由 層壓制備，其中增強(qiáng)纖維20從筒子架102取下，紗架102容納增強(qiáng)纖維20 (例如，絲束）的 多個(gè)線軸104,增強(qiáng)纖維20由舒展桿106展開至期望的寬度并與夾層14組合。通過提供單 向增強(qiáng)纖維20 (例如，碳纖維）的絲束并進(jìn)而將從輥108饋送的薄氈夾層14層壓至加強(qiáng)層 12,可將諸如層壓器或臥式爐的裝置與壓力輥組合用于制備加強(qiáng)層12。夾層14可在熱和/ 或壓力下被熔融結(jié)合至加強(qiáng)層12的一個(gè)或兩面，以生產(chǎn)出例如經(jīng)由爐110和/或經(jīng)由通過 加熱輥112之間使夾層14熔融結(jié)合至加強(qiáng)層12的干燥的薄氈穩(wěn)定型織物18。
[0049] 圖4示出了使夾層14熔融結(jié)合至加強(qiáng)層12的兩面的薄氈穩(wěn)定型織物18的結(jié)構(gòu)。 在另選實(shí)施方式中，夾層14可僅被熔融結(jié)合至加強(qiáng)材料12的一面。然而，優(yōu)選的是將夾層 14熔融結(jié)合到加強(qiáng)層12的兩面，以生產(chǎn)出具有更容易的操作性的薄氈穩(wěn)定型織物18。
[0050] 復(fù)合材料10 (圖3)可經(jīng)由一些工藝制造，以生產(chǎn)出寬度可介于1英寸至300英寸 之間的預(yù)浸料或預(yù)制件。通常，復(fù)合材料10的寬度可至少約為50英寸。
[0051] 在一個(gè)執(zhí)行方案中，復(fù)合材料10可生產(chǎn)為隨后使用液體樹脂注入來模制（例如， 液體模制）的預(yù)制件。該預(yù)制件可包括鋪放在模具中的至少一個(gè)薄氈穩(wěn)定型織物18(即， 多個(gè)交替的加強(qiáng)層12和夾層14)。薄氈穩(wěn)定型織物18預(yù)制件可注入基質(zhì)材料16 (諸如熱 固性樹脂），使用液體模制來完全潤(rùn)濕預(yù)制件。在為預(yù)制件注入基質(zhì)材料16之后，復(fù)合材料 10可在模具中被加熱，以使基質(zhì)材料16凝膠、凝結(jié)并固化而形成最終復(fù)合材料部件。
[0052] 在另一執(zhí)行方案中，復(fù)合材料10可生產(chǎn)為預(yù)浸漬的（即，預(yù)浸料）復(fù)合材料。在 鋪放于模具中之前將基質(zhì)材料16施加到薄氈穩(wěn)定型織物18,以形成預(yù)浸料。在為薄氈穩(wěn)定 型織物18預(yù)浸漬基質(zhì)材料16之后，可鋪放復(fù)合材料10并在模具中加熱復(fù)合材料10,以使 基質(zhì)材料16凝膠、凝結(jié)并固化而形成最終復(fù)合材料部件。
[0053] 常見的是制備由包括兩個(gè)或更多個(gè)層或薄層的多軸向預(yù)制件織物制成的復(fù)合材 料。在期望的情況下，可重復(fù)薄層的圖案，以實(shí)現(xiàn)期望的厚度。當(dāng)期望積聚期望的厚度時(shí)， 鏡像復(fù)合材料薄層堆疊可用于防止固化后由于在升高的溫度下使樹脂固化之后產(chǎn)生的熱 應(yīng)力所導(dǎo)致的彎曲和扭曲。在這樣的情況下，總的鋪放可由幾組均衡的薄層構(gòu)成，或者被交 替地鋪放以使薄層平衡。該實(shí)踐在本領(lǐng)域中是常見的，并被完成以確保各部分的制造沒有 產(chǎn)生不希望的扭曲。
[0054] 在一個(gè)實(shí)施方式中，復(fù)合材料10可鋪放于準(zhǔn)各向同性圖案中。準(zhǔn)各向同性圖案近 似于纖維面內(nèi)的各向同性材料。這還被稱為橫向各向同性。準(zhǔn)各向同性圖案的示例為鋪放 于0/+45/90/-45格局中的薄層。另一準(zhǔn)各向同性圖案可包括+45/0/45/-90格局。另一準(zhǔn) 各向同性圖案可包括-45/0/+45/90格局。再一準(zhǔn)各向同性圖案可包括0/+60/-60格局。
[0055] 在另一實(shí)施方式中，復(fù)合材料10可鋪放于正交各向異性圖案中。正交各向異性意 指具有這樣的纖維或單元：使得在比如準(zhǔn)各向同性圖案的面內(nèi)，最終結(jié)果并非準(zhǔn)各向同性。 正交各向異性圖案的示例是：纖維的44%為0°，22%為+45°，22%為-45°，并且12%為 90°。在該示例中，實(shí)現(xiàn)了比準(zhǔn)各向同性（25/50/25)鋪放更大的縱向強(qiáng)度（沿著0°方向） 以及更低的剪切強(qiáng)度（±45°方向）和橫向強(qiáng)度（90°方向）。與準(zhǔn)各向同性薄層比較，所 得到的建成的薄層在0°方向上提供了更高的強(qiáng)度和厚度，卻提供了更低的剪切強(qiáng)度和厚 度（由±45°層所提供）。相應(yīng)地，在該示例中，90°的強(qiáng)度低于準(zhǔn)向性薄層（quasi-tropic laminate)。術(shù)語正交各向異性在本領(lǐng)域中很好理解。例如，0°的織物為正交各向異性，以 及不會(huì)導(dǎo)致面內(nèi)性能的平衡平均化（即準(zhǔn)各向同性）的任何其它圖案。另外，可根據(jù)需要 或首選地選擇不同于0°、90°和±45°的角度，以獲得期望的強(qiáng)度和剛度。
[0056] 在所使用的無論哪種工藝中，夾層14是輕質(zhì)而多孔的，以盡量減少加強(qiáng)層12的扭 曲，并且在將基質(zhì)材料16注入加強(qiáng)層12期間減少基質(zhì)材料16流過夾層14的阻力。
[0057] 夾層14可由改進(jìn)得到的復(fù)合材料10的具體特性（諸如抗拉強(qiáng)度）的材料形成，而 不管夾層材料的粘性如何。夾層14應(yīng)該由扭曲變形能力比基質(zhì)材料16更高的材料形成。 得到的復(fù)合材料10的抗拉強(qiáng)度在一些情況下可大于在可形成有由不同材料制成的夾層的 類似尺寸的復(fù)合材料中所實(shí)現(xiàn)的抗拉強(qiáng)度。進(jìn)一步地，得到的復(fù)合材料10的抗拉強(qiáng)度在一 些情況下可大于可以在形成有相鄰布置的加強(qiáng)層（其間沒有夾層）的類似尺寸的復(fù)合材料 中所實(shí)現(xiàn)的抗拉強(qiáng)度。由此，增加夾層14的扭曲變形能力應(yīng)該總體增加了復(fù)合材料10的 抗拉強(qiáng)度。
[0058] 夾層14可由單種材料或兩種或更多種材料制成。參照?qǐng)D9 -圖12,夾層纖維可 包括可用來替代單組分纖維的雙組分纖維。例如，可通過將不同的纖維以機(jī)械的方式混合 來制備兩種或更多種材料，這用于創(chuàng)建被紡粘的、被水刺的或網(wǎng)織物夾層材料。兩種或更多 種材料可用于形成雙組分纖維、三組分纖維或更多組分的纖維，以創(chuàng)建夾層材料。圖9-圖 12中示意性地例示了雙組分纖維的非限制性示例。例如，圖9示出了通過把纖維材料A和 纖維材料B共擠壓而制成的纖維的橫截面。可經(jīng)由具有兩個(gè)出口的噴絲板來生產(chǎn)這樣的纖 維。作為另一示例，圖10示出了由材料A和B制成的雙組分纖維，這將通過四個(gè)噴絲板進(jìn) 行擠壓來生產(chǎn)。作為另一示例，圖11示出了由材料A和B制成的雙組分纖維，這將通過八 個(gè)噴絲板進(jìn)行擠壓來生產(chǎn)。作為又一示例，雙組分纖維可以以芯鞘型纖維的形式使用，諸如 圖12中例示的纖維。在芯鞘型纖維中，一種類型的纖維材料（如圖12中的B例示）可擠 壓為芯，而另一類型的纖維材料（如圖12中的A例示）可擠壓為鞘。例如，雙組分纖維可 由聚氨酯和聚酰胺制成。作為另一示例，鞘可由聚氨酯制成，并且芯可由聚酰胺制成。
[0059] 雙組分纖維（諸如圖9 -圖12例示的纖維）和包含多于兩種組分的其它纖維是 本領(lǐng)域眾所周知的，并且可以經(jīng)由一些常規(guī)過程制成。另外，雖然圖9-圖12中的纖維示 意性地例示成圓形橫截面，但可以理解，可使用其它橫截面。
[0060] 在通過使不同的纖維以機(jī)械的方式混合而制成的多組分夾層14的一個(gè)實(shí)施方式 中，非熱塑性纖維可與熱塑性纖維組合，以使仍能夠被熔融結(jié)合至增強(qiáng)纖維12的混合材料 夾層形成預(yù)制件織物或預(yù)浸料。非熱塑性纖維的非限制性示例包括：由碳纖維、碳納米纖維 和/或碳納米管制成的毛氈或墊；由玻璃、陶瓷、金屬或礦物纖維制成的毛氈或墊，或者晶 須（whisker);碳纖維、碳納米纖維、碳納米管、玻璃纖維、陶瓷纖維、金屬纖維、礦物纖維或 聚合纖維，諸如對(duì)位芳綸（例如Kevlar、Twaron)、粘膠（例如人造絲），或者利用或不利用 粘合劑直接沉積到熱塑性薄氈上并且利用或不利用加熱以輔助將非熱塑性纖維固定到熱 塑性纖維而處理的其它熱固型纖維。另外，還可以組合這些材料。在這些示例中，只要熱塑 性和其它纖維的組合生產(chǎn)出